TWEEDE GRAAD TSOond.vvkso-ict.com/leerplannen/doc/Natuurwetenschappen... · 2006. 6. 26. ·...

NATUURWETENSCHAPPENTWEEDE GRAAD TSO

LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

september 2006LICAP – BRUSSEL D/2006/0279/029

NATUURWETENSCHAPPENTWEEDE GRAAD TSO

LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

LICAP – BRUSSEL D/2006/0279/029september 2006

ISBN 978-90-6858-666-4

Vlaams Verbond van het Katholiek Secundair OnderwijsGuimardstraat 1, 1040 Brussel

2de graad tso 3 Natuurwetenschappen D/2006/0279/029

Inhoud

1 Beginsituatie..........................................................................................................5

2 Algemene doelstellingen......................................................................................6 2.1 Inleiding..............................................................................................................................................6 2.2 Onderzoekend leren..........................................................................................................................6 2.3 Wetenschap en samenleving ...........................................................................................................7 2.4 Attitudes.............................................................................................................................................7

3 Algemene pedagogisch-didactische wenken.....................................................8 3.1 Geïntegreerde aanpak ......................................................................................................................8 3.2 De wetenschappelijke methode.......................................................................................................8 3.3 Laboratoriumoefeningen..................................................................................................................9 3.4 Computergebruik ..............................................................................................................................9

4 Leerplandoelstellingen, leerinhouden en pedagogisch-didactische wenken.................................................................................................................10

4.1 Metrologie ........................................................................................................................................10 4.2 Materiemodel ...................................................................................................................................11 4.3 Kracht, arbeid, energie en vermogen............................................................................................13 4.4 Verfijning materiemodel: atomen en moleculen ..........................................................................16 4.5 Classificatie .....................................................................................................................................17 4.6 Zintuigen ..........................................................................................................................................20 4.7 Stofklassen ......................................................................................................................................25 4.8 Terreinstudie....................................................................................................................................29 4.9 Chemische reacties.........................................................................................................................32 4.10 Druk ..................................................................................................................................................34 4.11 Warmteleer.......................................................................................................................................35

5 Natuurwetenschappen in verschillende studierichtingen van de tweede graad tso..............................................................................................................37

5.1 Handel / Handel-talen (2 uur) .........................................................................................................37 5.2 Grafische media (2 uur) ..................................................................................................................45 5.3 Grafische communicatie (3 uur) ....................................................................................................52

6 Evaluatie ..............................................................................................................61 6.1 Algemeen .........................................................................................................................................61 6.2 Hoe evalueren en rapporteren? .....................................................................................................61

7 Minimale materiële vereisten .............................................................................62 7.1 Infrastructuur...................................................................................................................................62 7.2 Uitrusting .........................................................................................................................................62

8 Vakgebonden eindtermen voor natuurwetenschappen tweede graad tso.....64 8.1 Onderzoekend leren........................................................................................................................64 8.2 Wetenschap en samenleving .........................................................................................................64 8.3 Attitudes...........................................................................................................................................65

4 2de graad tso D/2006/0279/029 Natuurwetenschappen

9 Bibliografie ..........................................................................................................66 9.1 Leerboeken, verenigingen en tijdschriften...................................................................................66 9.2 Websites...........................................................................................................................................66 9.3 Uitgaven van pedagogisch-didactische centra en navormingscentra ......................................66


1 Beginsituatie

Alle leerlingen uit de eerste graad hebben kennis gemaakt met biologie. Hierbij kwamen volgende onderwerpen aan bod:

• Uitwendige en inwendige bouw van zaadplanten en gewervelde dieren uit de omgeving.

• Ongewervelde dieren en lagere planten kwamen slechts zeer sporadisch ter sprake.

• Gebruikelijke terminologie voor de beschrijving van de morfologie en de anatomie van de bestudeerde groepen.

• Functies bij gewervelde dieren met uitzondering van zintuigen coördinatiestelsel.

• Functies bij zaadplanten zijn ofwel beperkt tot voeding en voortplanting, ofwel uitgebreid met ademhaling, excretie en transport (afhankelijk van het gevolgde leerplan in het tweede leerjaar van de eerste graad).

• De belangrijkste levensfuncties: voeding, voortplanting, transport, ademhaling, uitscheiding. Men onderzocht hiertoe de bouw van organen die in deze functies een rol spelen, de werking van deze functies op macro- en microscopisch observatieniveau en de relaties tussen functie - bouw - werking - milieu.

Alle leerlingen hebben in biologie reeds kennis gemaakt met volgende vaardigheden:

• Nauwkeurig waarnemen.

• Grafisch en verbaal weergeven van waarnemingen.

• Interpreteren van waarnemingen of resultaten van experimenten.

Chemie en fysica kwamen in de eerste graad niet als vak aan bod. Sommige leerlingen kunnen echter ‘via we-tenschappelijk werk’ bepaalde wetenschappelijke aspecten ingeoefend hebben.


2 Algemene doelstellingen

Bij de algemene doelstellingen wordt met een nummer verwezen naar de vakgebonden eindtermen voor Na-tuurwetenschappen in de tweede graad van het tso. De volledige lijst met de eindtermen is in rubriek 8 opgeno-men.

2.1 Inleiding

Natuurwetenschappen biedt een kader aan om de fysische werkelijkheid te interpreteren door ordenen en verkla-ren. Dit kader bevat begrippen en modellen, wetten en regels die toelaten om problemen in de fysische werke-lijkheid 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)

Zo wordt hun belangstelling voor Natuurwetenschappen gewekt en onderhouden. De leerlingen worden geleide-lijk aan meer vertrouwd met de wetenschappelijke methode. Ze leren het experiment zien als een onderdeel van deze methode om van daaruit:

• doelgericht waar te nemen; (6)

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

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

• algemene wetten te formuleren en vooropgestelde theorieën te toetsen; (4)

• modellen te construeren. (10)

Zo zullen de leerlingen van de opgebouwde hypothese en/of het opgebouwde model gebruik maken om:

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

• stoffen te karakteriseren en te classificeren; (12)

• …

De leerlingen leren de computer en bijhorende software hanteren voor het verwerven van informatie en het ver-werken van gegevens. (9)

In de loop van de tweede graad worden de leerlingen vertrouwd met classificatie van gegevens en de criteria waarop deze classificatie gebaseerd is. (1, 12)

Door het uitvoeren van laboratoriumoefeningen en door sterk betrokken te zijn bij de demonstratieproeven ver-werven de leerlingen bepaalde vaardigheden waardoor ze in staat zijn om:

• verschijnselen nauwkeurig en methodisch waar te nemen;

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

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

• verworven natuurwetenschappelijke kennis verantwoord toe te passen. (21)


• een eigen mening te formuleren; (*22)

• met anderen samen te werken en rekening te houden met de mening van anderen. (*23, *25)

2.3 Wetenschap en samenleving

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

De leerlingen komen tot het besef dat natuurwetenschappen tot cultuur behoren doordat natuurwetenschappelij-ke opvattingen overgedragen worden. Begrippen zoals atoom, kracht, energie, … zijn reeds in het dagelijks taal-gebruik doorgedrongen. (18)

De leerlingen moeten inzien dat wetenschappelijke en de hieruit voortvloeiende technologische ontwikkelingen zowel positieve als negatieve effecten kunnen hebben. 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 milieu-problemen zoals afvalproblemen en luchtvervuiling die o.a. ontstaan bij energieproductie, vormen echter de keerzijde van deze ontwikkelingen. Alternatieve energievormen kunnen hierbij een oplossing bieden. (15, 16, 17)

De leerlingen zien in dat ondoordacht ingrijpen op de biosfeer catastrofale gevolgen kan hebben op korte of lan-ge termijn (cf. broeikaseffect, uitputting van grondstoffen en energiebronnen, monoculturen, afvalbergen ...). De mens zal moeten leren een duurzame levensstijl aan te nemen. De meeste milieuproblemen die onze wereld bedreigen zijn inderdaad een gevolg van onze welvaartsmaatschappij. (17, 19)

Duurzame ontwikkeling is een mondiale opgave. Het oplossen van milieuproblemen in de wereld hangt nauw samen met de economische ontwikkeling en de technologische vooruitgang. (14, 17)

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 natuur-wetenschappenonderwijs 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 uit te drukken; (*29)

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

• weerbaar te zijn in onze technologische maatschappij;

• met anderen samen te werken, naar anderen te luisteren, en de eigen mening zonodig 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 (R- en S-zinnen, pictogrammen, concentraties);

• dragen indien nodig persoonlijke beschermingsmiddelen: labjas, veiligheidsbril;

• maken indien nodig gebruik van een trekkast.


3 Algemene pedagogisch-didactische wenken

3.1 Geïntegreerde aanpak

Het leerplan Natuurwetenschappen gaat uit van een geïntegreerde aanpak van de verschillende wetenschaps-vakken. 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. Door dit onderdeel niet meer in twee afzonderlijke vakken te stoppen zou de leerling de samenhang tussen fysi-sche en chemische verschijnselen beter moeten inzien. Het materiemodel vormt uiteindelijk de basis van de studie van chemische verschijnselen. Dit model wordt dan ook uitgebreid in het onderdeel ‘Verfijning materiemo-del: atomen en moleculen’. Ook heel wat fysische verschijnselen worden met behulp van het materiemodel ver-klaard.

In het onderdeel ‘Classificatie’ worden zowel biologische als chemische classificatiesystemen bestudeerd. Hierbij wordt eerst algemeen de noodzaak tot classificatie en de bijhorende classificatiecriteria besproken. Voor-beelden 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 elemen-ten (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. Terugkaat-sing wordt besproken bij de vlakke spiegel.

3.2 De wetenschappelijke methode

Wetenschappen worden gekenmerkt door een zeer specifieke aanpak. De pedagogische waarde van weten-schappen 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 Natuurweten-schappen 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 moge-lijke 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 waar-bij 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 kleine-re 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 laboratoriumoefenin-gen, 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 bescherm-middelen 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 brochure ‘Chemicaliën op school’ (zie bibliografie). 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, beschik-baarheid van software en de computerconfiguratie. Enkele voorbeelden waarbij de computer gebruikt kan worden:

• verwerken (berekeningen en grafieken tekenen) van gegevens en meetresultaten met een rekenbladpro-gramma (overleg met de leraar informatica is hierbij aangewezen);

• opstellen van een laboratoriumverslag. Hierbij kunnen tekst, figuren en grafieken geïntegreerd worden;

• maken en geven van een presentatie;

• animaties en simulaties van verschijnselen;

• gebruik van elektronische gegevensbanken (op cd-rom of internet) 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. 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 doelstel-lingen’ zijn deze ingedeeld in drie groepen nl. onderzoekend leren, wetenschap en samenleving, attitudes.

De realisatie van de algemene doelstellingen gebeurt via leerplandoelstellingen en bijhorende leerinhouden. Hierna wordt een set van leerplandoelstellingen, leerinhouden en bijhorende 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’ wordt aangege-ven hoe men de algemene doelstellingen in de verschillende studierichtingen kan aanpakken en welke leer-plandoelstellingen zeker moeten worden gerealiseerd.

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

4.1 Metrologie

LEERPLANDOELSTELLINGEN LEERINHOUDEN

1 De begrippen ‘grootheid’ en ‘eenheid’ herkennen en toepassen.

Grootheden, eenheden

2 Toestellen hanteren om lengte, volume, massa, tijd, temperatuur te meten.

Meettoestellen: lengte-, massa-, tijd-, volume- en temperatuurmeting

3 De SI-eenheden van hoger vermelde grootheden samen met hun respectievelijke veelvouden en delen weergeven, omzetten en toepassen.

SI-eenheden

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

Meetnauwkeurigheid rechtstreekse metingen

5 Resultaten van berekeningen d.m.v. benade-ringsregels met een juist aantal beduidende cij-fers schrijven.

Werken met de beduidende cijfers Berekeningen met meetresultaten

6 Evenredige en omgekeerd evenredige verbanden herkennen vanuit grafieken.

Grafische voorstellingen Recht 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 Gebruik bij voorkeur toestellen die in het dagelijkse leven voorkomen bv.: vouwmeter, koortsthermometer, personenweegschaal, digitaal uurwerk, maatbeker … .


3 Enkel de SI eenheden worden behandeld. Later kan per aangehaald thema de nog gebruikte technische eenheden vermeld worden.

4 Het begrip meetnauwkeurigheid wordt praktisch aangebracht door bv. een voorwerp te laten meten met behulp van een stokmeter, een vouwmeter en een schuifmaat.

5 Het is de bedoeling de leerlingen het inzicht bij te brengen dat niet alle cijfers die op het schermpje van een rekentoestel staan een beduidende waarde hebben. Het toepassen van exponentiële notatie is soms een noodzaak.

6 Bijzondere aandacht dient besteed te worden aan het benoemen van de assen en de bijbehorende een-heden. Enkel voorbeelden van recht evenredige verbanden worden behandeld. Voor de omgekeerd even-redige verbanden wordt gewacht tot dit begrip later aan bod komt.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Afmetingen, volume en massa van een lichaam bepalen.

4.2 Materiemodel


7 De drie aggregatietoestanden waarin een stof kan voorkomen benoemen en ze onderscheiden door middel van uitwendig waarneembare ken-merken: vorm, volume, samendrukbaarheid.

Aggregatietoestanden en hun kenmerken

8 De faseovergangen herkennen, benoemen en een temperatuur(tijd)-diagram interpreteren.

Faseovergangen Temperatuur(tijd)-diagram

9 Het kookverschijnsel kwalitatief beschrijven en temperatuur(tijd)-diagram bij koken interprete-ren.

Kookverschijnsel Kookpunt

10 De relatie tussen de begrippen massa en vo-lume toelichten en in praktische voorbeelden toepassen.

Massa, volume, massadichtheid

11 De begrippen zuivere stof, homogeen en hetero-geen mengsel omschrijven en in duidelijke geval-len herkennen.

Mengsel en zuivere stof Homogeen en heterogeen mengsel

12 De opgeloste stof, het oplosmiddel en de oplos-sing kunnen aanduiden in concrete voorbeelden van oplossingen.

Opgeloste stof, oplosmiddel, oplossing

13 De concentratie-uitdrukkingen massaprocent,massavolumeprocent en volumeprocent toepas-sen.

Massaprocent, massavolumeprocent, volumeprocent

14 Verduidelijken dat zuivere stoffen bekomen wor-den door toepassen van scheidingstechnieken op mengsels.

Scheidingstechnieken

15 Het deeltjesmodel omschrijven en een aantal fenomenen vanuit dit deeltjesmodel toelichten.

Deeltjesmodel: samendrukbaarheid, aggregatietoe-standen, faseovergangen, mengsels en zuivere stoffen, homogene en heterogene mengsels, schei-dingstechnieken op mengsels, temperatuur en deel-tjessnelheid.


DIDACTISCHE WENKEN

7 De uitwendig waarneembare kenmerken worden voor de drie aggregatietoestanden experimenteel vast-gesteld. De leerlingen worden er op attent gemaakt dat water wat betreft het volume een uitzondering is (de volumetoename van ijs).

8 Samen met de aggregatietoestanden zal men de faseovergangen bespreken. Deze faseovergangen wor-den geïllustreerd met voorbeelden uit het dagelijkse leven (bv. sublimeren: ijs dat waterdamp wordt bij het openen van een diepvries). Bij smelten en stollen zal men gebruik maken van temperatuur(tijd)-diagrammen.

9 Het kookverschijnsel wordt experimenteel vastgesteld. De leerlingen meten de temperatuur voor en tij-dens het koken en stellen een temperatuur-tijdgrafiek op. Drukafhankelijkheid kan hier eventueel besproken worden.

10 Het is aangewezen de leerlingen de massadichtheid van enkele stoffen te laten opzoeken en deze onder-ling 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.

11 Men doet de leerlingen inzien dat een zuivere stof gekenmerkt wordt door welbepaalde fysische constan-ten (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, …

12 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.

13 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.

14 Voorbeelden van scheidingstechnieken waaruit een keuze kan gemaakt worden zijn: destillatie, kristallisa-tie, 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 bloem-blaadjes, kleurstoffen uit bladeren halen, olie uit noten, … Fysische constanten kunnen bepaald worden van zuivere stoffen die men door het scheiden van meng-sels verkregen heeft zoals: smeltpunt, kookpunt, oplosbaarheid, massadichtheid

15 Het deeltjesmodel wordt gegeven en geïllustreerd door een aantal experimenten. Er zal zoveel mogelijk gebruik worden gemaakt van voorbeelden uit de leefwereld. Ook diffusie, cohesie, adhesie en verdampingssnelheid kunnen hier aan bod komen. Bij de vrije verdamping kunnen heel wat illustraties uit de leefwereld besproken worden, zoals bv. de beste omstandigheden om wasgoed te drogen, het blazen om hete soep af te koelen, het rillen bij het verlaten van een zwembad.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Werken met computerprogramma’s waarbij het deeltjesmodel visueel voorgesteld wordt. Bepalen van de dichtheid van regelmatige lichamen, vloeistoffen en onregelmatige lichamen. Bepalen van het kookpunt van water en mogelijke invloeden hierop.


Scheidingstechnieken voor heterogene mengsels (zie wenk 12). Scheidingstechnieken voor homogene mengsels (zie wenk 12).

4.3 Kracht, arbeid, energie en vermogen

4.3.1 Massa, zwaartekracht en gewicht


16 Voorbeelden geven dat krachten zowel vervor-ming als verandering van bewegingstoestand kunnen veroorzaken.

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

17 Kracht als vectoriële grootheid omschrijven en voorstellen in een figuur van een concrete situa-tie.

Vectorvoorstelling van een kracht

18 Een kracht meten met een dynamometer. Meten van krachten met een dynamometer (eenheid: newton N)

19 Uit de massa van een voorwerp, de zwaarte-kracht op dat voorwerp bepalen.

Massa en zwaartekracht

20 Het begrip gewicht omschrijven en het onder-scheid met massa en zwaartekracht aangeven.

Massa, zwaartekracht en gewicht

DIDACTISCHE WENKEN

16 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 bewegings-toestand (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 ten-nisbal in het veld en de bal in de handen van de keeper zijn voorbeelden van de dynamische uitwerking van die kracht.

17 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.

18 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.

19 De zwaartekracht is een veldkracht: ze werkt van op afstand. Met de dynamometer kan aangetoond wor-den 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.


20 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 kermisat-tracties. 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.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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


21 Het begrip ‘arbeid’ gebruiken en in een aantal concrete situaties in het dagelijkse leven toelich-ten.

Arbeid

22 Arbeid berekenen bij een constante kracht die evenwijdig is met de verplaatsing en dit betrek-ken op algemene voorbeelden uit het dagelijk-se leven.

Arbeid verricht door een constante kracht

23 In concrete situaties het begrip ‘vermogen ‘ge-bruiken en berekenen.

Vermogen

24 Het begrip energie in concrete situaties toelich-ten.

Het begrip energie

25 De verschillende energievormen en energieom-zettingen herkennen.

Energievormen Energieomzettingen

26 De wet van behoud van energie formuleren. Wet van behoud van energie

27 Voeding als energieleverancier voor het mense-lijk lichaam verklaren.

Voeding als bron van energie

DIDACTISCHE WENKEN

21 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.

22 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).

23 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).


24 Het begrip energie speelt een belangrijke rol in allerlei fysische verschijnselen. Je lichaam heeft bijvoor-beeld energie nodig om te bewegen, te groeien, om de lichaamstemperatuur constant te houden, om te genezen van een ziekte. Deze energie wordt gehaald uit het voedsel. Als je voedsel tot je neemt, krijgt je lichaam de mogelijkheid om arbeid te verrichten. Een auto kan immers ook niet rijden zonder “zijn voed-sel”, de benzine, diesel of gas. De energie om elektrische toestellen te laten werken wordt geleverd door de elektriciteitsmaatschappijen die daarvoor uiteraard een prijs voor aanrekenen. Hiervoor gebruiken zij de “kilowattuur”. Dit is geen eenheid van vermogen maar van arbeid of energie.

25 Omdat verbranding van fossiele brandstoffen slecht is voor het milieu (teveel koolstofdioxide vrij in de lucht), gaat men op zoek naar alternatieve methoden om elektrische energie te verkrijgen, bv. met behulp van de zon, wind, water, biogas. Deze laatste hulpmiddelen zijn onuitputbaar (= duurzaam), terwijl de fos-siele brandstoffen op een bepaald moment uitgeput zullen zijn. Ook in levende wezens wordt energie op-geslagen en omgezet. Planten nemen energie op van de zon en zetten die om in koolstofverbindingen. Planten worden gegeten door herbivoren en deze nemen (een deel van) deze energie in hun lichaam op. Herbivoren worden opgegeten door carnivoren, die ook (een deel van) deze energie opnemen.

26 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 bewe-gingsenergie. Bij een gloeilamp wordt een deel van de elektrische energie omgezet in stralingsenergie, maar ook in (niet bruikbare) thermische energie.

27 De energie voor het menselijk lichaam halen we uit de voeding. Op de verpakking van voedingsmiddelen staat voor elke voedingsstof de energetische waarde vermeld (in joule of calorie). Het is belangrijk dat de leerlingen deze energiewaarden op de etiketten kunnen interpreteren. Elke voedingsstof is immers be-langrijk voor de opbouw en het functioneren van het menselijk lichaam.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Bepaling van mechanische of elektrische arbeid.

4.3.3 Spieren en spierwerking


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

Samentrekking van spieren

29 De macroscopische en de microscopische de-len van een spier beschrijven en benoemen.

Bouw van spieren

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

Gestreept – glad spierweefsel

31 Verwoorden hoe spierwerking totstandkomt. Inkorten van spierfibrillen in spiervezels

32 Aantonen dat antagonistische spieren tegen-overgestelde bewegingen mogelijk maken.

Agonisten en antagonisten

DIDACTISCHE WENKEN

28 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.


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

30 Zie wenk 29.

31 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 be-grippen kracht, arbeid en energie.

32 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 ver-lengen. Hierbij moet zeker de link worden gelegd met de begrippen kracht, arbeid, en energie.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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 wor-den. 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


33 In een gegeven deeltjesmodel moleculen aan-duiden en deze herkennen als een groepering van atomen.

Moleculen - atomen

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

Samenstelling van het atoom

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

Element Chemisch symbool

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

Evolutie van het atoommodel Elektronenconfiguratie

DIDACTISCHE WENKEN

33 Met behulp van eenvoudige molecuulmodellen de begrippen molecule en atoom bijbrengen. Met eenvou-dige voorbeelden worden de begrippen monoatomische en polyatomische moleculen ingevoerd.


34 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 chemi-sche reactie onberoerd blijven.

35 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.

36 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 gege-vens 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 ver-sie 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 be-spreken.

4.5 Classificatie

4.5.1 Inleiding: classificatie in de wetenschappen


37 Noodzaak en voorbeelden van classificatiesys-temen bespreken en hanteren.

Classificatiesystemen

38 Inzien dat classificatie veelal teruggaat op alge-meen aanvaarde criteria.

Criteria voor classificatie

DIDACTISCHE WENKEN

37 Aan de hand van de vergelijking van verschillende (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 or-ganismen op naam te brengen.

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

4.5.2 Classificatie van organismen


39 Vaststellen dat bepaalde organismen meer on-derlinge overeenkomsten vertonen dan andere.

Overeenkomsten tussen organismen

40 Uit overeenkomsten en verschillen tussen or-ganismen criteria kiezen waardoor een indeling bekomen wordt.

Criteria voor indeling van organismen


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

Orde, familie, geslacht, soort

42 Een systematische indeling van levende orga-nismen in het vijfrijkensysteem op basis van een-duidige criteria weergeven.

Vijfrijkensysteem

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

Indeling plantenrijk en dierenrijk

44 Eenvoudige determineertabel van planten of dieren hanteren.

Determineertabel van planten of dieren

DIDACTISCHE WENKEN

39 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 gelijke-nissen en verschillen tussen organismen. Deze doelstelling kan ook bereikt worden bij het onderdeel “Ter-reinstudie”.

40 Uit de waarnemingen van bijvoorbeeld een terreinwerk (bv. wegberm, vijver, bos), opgezette dieren, aan-gebracht levend materiaal (planten, …), … groeperen de leerlingen zelf de aangetroffen organismen vol-gens zelf gekozen en duidelijk omschreven normen.

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

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

43 zie wenk 42.

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

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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 blauw-wieren) voor indeling van de organismen in vijf rijken (vijfrijkensysteem van Whittaker).


4.5.3 Classificatie van stoffen

PSE


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

Periodiciteit en hoofdgroepen Metaalelementen, niet-metaalelementen, edelgas-elementen

46 De plaats van een element verklaren aan de hand van de elektronenconfiguratie en omge-keerd.

Perioden en groepen in PSE

DIDACTISCHE WENKEN

45 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 spre-ken. De plaats van een element in het PSE levert direct belangrijke informatie. Men kan aangeven dat de-ze regels strikt gevolgd worden door de a-elementen, veel minder door de b-elementen en maar zeer be-perkt 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.

46 Aan de hand van eenvoudige regels wordt de elektronenconfiguratie van de eerste 18 elementen opge-steld. 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 bin-ding.

Enkelvoudige en samengestelde stoffen


47 Enkelvoudige en samengestelde stoffen onder-scheiden op basis van hun chemische formule.

Chemische formule van een stof Enkelvoudige en samengestelde stoffen

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

Metalen, niet-metalen, edelgassen

49 Betekenis begrijpen van de termen organische stof en anorganische stof en de alternatieve be-namingen koolstofverbinding en minerale verbin-ding.

Koolstofverbindingen en minerale verbindingen

50 Het criterium voor de indeling in verbindingsklas-sen verwoorden.

Verbindingsklassen

DIDACTISCHE WENKEN

47 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 'ijzerge-halte' in bloed.

48 Men geeft aan dat de indeling van de enkelvoudige stoffen gebaseerd is op de indeling van het periodiek systeem. Aan de hand van enkele voorbeelden kan men deze indeling concretiseren.

49 De naam 'organische verbinding' werd in het verleden ingevoerd voor stoffen die uitsluitend door organis-men 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 'koolstof-verbinding'. 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.

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

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Enkele synthese- en analysereacties. Aantonen van koolstof als gemeenschappelijk element in organische verbindingen door middel van verbranding.

4.6 Zintuigen

4.6.1 Inleiding


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

Reactie, prikkel, zintuig

DIDACTISCHE WENKEN

51 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 gedefini-eerd.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Onderzoek van de reactie van pissebedden op vocht, warmte, licht, … Onderzoek van de reactie van watervlooien op licht, …

4.6.2 Licht en Zien

Rechtlijnige voortplanting van het licht


52 De rechtlijnige voortplanting van licht in een ho-mogeen midden aantonen.

Rechtlijnige voortplanting van licht


53 De drie soorten lichtbundels herkennen, benoe-men, tekenen en omschrijven.

Evenwijdige, convergerende en divergerende licht-bundels

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

Schaduwvorming

55 De begrippen verstrooiing, terugkaatsing en bre-king aantonen.

Verstrooiing, terugkaatsing en breking

56 De begrippen grensvlak, invallende straal, in-valspunt, normaal, invalshoek, terugkaat-singhoek, teruggekaatste straal, gebroken straal en brekingshoek kunnen omschrijven.

Terugkaatsing en breking: grensvlak, invallende straal, invalspunt, normaal, invalshoek, terugkaat-singhoek, teruggekaatste straal gebroken straal, bre-kingshoek

57 De stralengang schetsen bij overgang van op-tisch ijl naar optisch dicht en omgekeerd.

Stralengang bij lichtbreking

DIDACTISCHE WENKEN

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

53 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).

54 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.

55 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 ma-ken 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.

56 Men kan het verloop van een lichtstraal die schuin invalt op een glazen halfcilindrisch lichaam demonstre-ren met een optische schijf en deze elementen laten waarnemen. De grootte van de brekingshoek is af-hankelijk 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 brekings-index).

57 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).

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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 kop-speld, ... .


Beeldvorming en oog


58 Uitwendige en inwendige delen van een oog benoemen.

Het oog

59 Het zien van licht en kleur verklaren. Netvlies, kegeltjes, staafjes Kleurenblindheid

60 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

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

Bolle lens: beeldvorming

62 Bij wisselende voorwerpsafstanden, de beeld-vorming op het oog beschrijven en tekenen.

Beeldvorming bij oog

63 Uit waarnemingen de betekenis van het binocu-lair zien en de grootte van het gezichtsveld bij mens en dier omschrijven.

Binoculair Gezichtsveld

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

Optische toestellen: vergrootglas, bril Reëel en virtueel beeld

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

Zien en hersenactiviteit Optisch bedrog

DIDACTISCHE WENKEN

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

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

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

61 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.

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

63 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 naarma-te 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.

64 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.


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

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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


66 De drie terugkaatsingwetten weergeven en toe-passen.

Terugkaatsingwetten

67 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

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

67 Het begrip virtueel beeld komt hier duidelijk tot uiting.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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 ande-re kant wat doorzichtig. De eerste kaars steek je aan en je plaatst de tweede kaars op de plaats waar het beeld zich zou bevinden.

4.6.3 Horen


68 Uit waarnemingen afleiden dat geluid zich voort-plant in een middenstof.

Geluid

69 Op een model of schets de delen van het mense-lijke oor benoemen en de functies aangeven.

Het menselijke oor: delen en functies

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

De gehoorzenuw

71 Beschrijven hoe het menselijke evenwicht tot-standkomt.

Menselijk evenwicht


DIDACTISCHE WENKEN

68 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 belang-rijk dat de leerlingen inzien dat zo een trilling alleen dan geluid is als ze door een organisme wordt waar-genomen. 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. Vleer-muizen 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.

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

70 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 ze-nuwimpulsen 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).

71 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 her-senen 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.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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).

4.6.4 Proeven, ruiken, voelen


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

Chemische prikkels

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

Smaak- en reukzintuig: delen en functies

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

De huid Gevoelsreceptoren voor druk, temperatuur en pijn

75 Aantonen dat de gevoeligheid van gevoelsrecep-toren afhankelijk is van het organisme en de lig-ging.

Gevoeligheid van gevoelsreceptoren


DIDACTISCHE WENKEN

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

73 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 recep-torcellen (smaakknoppen, reukslijmvlies en tastlichaampjes) hoeven slechts elementair behandeld te wor-den. Eventueel kan hierbij een micropreparaat worden bekeken.

74 Zie 73.

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

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Waarnemen van smaakgewaarwordingen: zoet, zuur, bitter, zout. Bv. tijdsduur van smaakprikkel: droog of vochtige suikerklontje. Bv. verschil in waarneming naargelang de plaats op de tong.

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


76 De elektronenconfiguratie van de atomen in ver-band brengen met hun stabiliteit.

Elektronenconfiguratie van edelgassen en stabiliteitElektronegatieve waarde

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

Streven naar edelgasconfiguratie: drie bindingstypes

78 Het begrip oxidatiegetal omschrijven. Oxidatiegetal

DIDACTISCHE WENKEN

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

77 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 voor-beelden.

78 Men kan aangeven dat in de scheikunde het begrip 'lading' niet eenduidig is gedefinieerd. Om spraakver-warring 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 bereke-nen. Het is niet noodzakelijk om diep in te gaan op deze regels.


4.7.2 De chemische reactie


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

Begrip chemische reactie Exo- en endoënergetische reacties

80 Een chemische reactie voorstellen als een effec-tieve botsing tussen deeltjes, met als gevolg een herschikking van atomen.

Botsingstheorie Herschikking van atomen

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

Wet van massabehoud

82 Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden herkennen en verklaren.

Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden

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

Reactievergelijking interpreteren

Onderscheid tussen coëfficiënt en index

DIDACTISCHE WENKEN

79 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.

80 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.

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

82 Via experimenten kunnen deze factoren worden aangebracht. De snelheidsbepalende factoren worden zoveel mogelijk aangebracht voor eenvoudige reactievergelijkin-gen. Er kan meestal worden gerefereerd naar de verhoging of verlaging van de kans op effectieve botsin-gen.

83 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.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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


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

Oxiden, zuren, hydroxiden, zouten

85 Een principe van naamvorming weergeven en toepassen.

Naamvorming samengestelde stoffen

DIDACTISCHE WENKEN

84 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 vertrekba-sis vormen. Eveneens op basis van de gegevens vermeld op het periodiek systeem kunnen de belangrijk-ste 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.

85 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 moe-ten 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 ver-band te geven tussen deze verschillende verbindingen.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Zuur/base indicatoren Zuur- en basevormende oxiden Vorming van zouten.

4.7.4 Stofklassen van koolstofverbindingen


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

Covalente verbinding tussen meerdere C-atomen

87 Een eenvoudige indeling van koolstofverbindin-gen geven op basis van enkele stofklassen.

Alkanen, alkenen, alkanolen, alkaanzuren

88 De formules en de naamgeving van eenvoudige niet-vertakte alkanen, alkenen, alkanolen en al-kaanzuren kennen.

Formules en naamgeving

89 Enkele toepassingen van de geziene stofklassen kennen.

Toepassingen


DIDACTISCHE WENKEN

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

87 Vertakte en cyclische verbindingen hoeven niet behandeld te worden.

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

89 Volgende toepassingen komen hierbij zeker aan bod: aardolie, drankalcohol, tafelazijn, aardgas, cam-pinggas, 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


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

Elektrisch geleidingsvermogen van zuivere stoffen en hun waterige oplossingen

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

Water als dipoolmolecule

92 Rol van water als oplosmiddel bij zuren, hydroxi-den en zouten verklaren aan de hand van de be-grippen polair en apolair.

Polair, apolair

Elektrolyt

93 Voor elektrolyten de ionisatie- en dissociatiever-gelijkingen schrijven.

Ionisatie- en dissociatievergelijkingen

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

pH-schaal Zure, basische en neutrale oplossingen

DIDACTISCHE WENKEN

90 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.

91 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.

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

93 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 ont-staan van vrije ionen. Het is niet noodzakelijk dat de termen ionofoor en ionogeen gezien worden.

94 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 geïnterpre-teerd. Het is voldoende dat de leerlingen inzien dat de pH in verband staat met de concentratie H+-ionen.


MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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


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

Biotisch en abiotisch

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

Ecosysteem, levensgemeenschap

DIDACTISCHE WENKEN

95 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 lucht-samenstelling (verontreiniging, …) en reliëf. Bij de biotische factoren kan gewezen worden op typische samenlevingsvormen (parasieten, …) en de in-vloed van de mens. Tevens kan aangetoond worden dat elke wijziging van een abiotische en/of biotische factor in een levens-gemeenschap er ook verandering in teweegbrengt. Er kan aangetoond worden dat soortenrijkdom af-neemt naarmate de dynamiek van het milieu toeneemt.

96 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 bio-toopstudie kan best voor een ander biotoop gekozen worden zodat de leerlingen de verschillende aange-brachte begrippen leren toepassen. De begrippen habitat en ecologische niche kunnen ook aan bod komen.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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


97 Uit waarnemingen een relatie leggen tussen het voorkomen en de verspreidingsgraad van orga-nismen in één of meerdere abiotische en/of bioti-sche factoren.

Verspreidingsgraad van organismen


DIDACTISCHE WENKEN

97 Bij een goed voorbereid terreinwerk met doelgerichte waarnemingsopdrachten kunnen meerdere doelstel-lingen 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 cri-teria. 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 ge-interpreteerd.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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


98 Aan de hand van voorbeelden de interactievor-men tussen organismen benoemen, omschrijven en vergelijken.

Interactievormen

99 De betekenis van groepsvorming bij organis-men verwoorden.

Groepsvorming bij organismen

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

Communicatie in een groep

Communicatievormen

101 De rol van producenten, consumenten en redu-centen uitleggen.

Producenten, consumenten, reducenten

102 De relaties tussen organismen schematisch voorstellen.

Relaties tussen organismen: voedselpiramide


DIDACTISCHE WENKEN

98 In de mate van het mogelijke worden de terreinwaarnemingen geïntegreerd in de bespreking van de rela-ties 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.

99 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.

100 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 gebrui-ken.

101 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 verwer-ken in een voedselweb of voedselkringloop. Het is belangrijk dat de leerlingen deze begrippen op verschil-lende biotopen kunnen toepassen.

102 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 mate-riekringloop (bv. een koolstofkringloop) worden besproken.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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


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

Invloed van organismen op het milieu

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

Regulerende invloed van de mens

105 Het belang van duurzame ontwikkeling inzien. Duurzame ontwikkeling

DIDACTISCHE WENKEN

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


104 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 om-standigheden.

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

105 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


106 Uit experimentele waarnemingen afleiden wan-neer een chemische reactie optreedt.

Neerslagvorming, gasvorming, wijziging pH, tempera-tuurverandering, kleurverandering, wijziging elektri-sche geleidbaarheid

DIDACTISCHE WENKEN

106 Deze waarnemingen kunnen zowel optreden bij reacties met behoud van OG 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 ver-trekken 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 vor-ming 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


107 Reactievergelijkingen tussen elektrolyten her-kennen als een herschikken van ionen.

Reacties tussen elektrolyten

108 Uit experimentele waarnemingen de reactiever-gelijking afleiden als de reagerende elektrolyten gekend zijn en een oplosbaarheidstabel gegeven is.

Reacties met behoud van OG: reactievergelijking

109 Het belang van deze reacties aantonen met voorbeelden.

Toepassingen

DIDACTISCHE WENKEN

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

108 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.

109 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.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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


110 Redoxreacties herkennen in gegeven reactiever-gelijkingen.

Verandering van oxidatiegetal

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

Oxidator, reductor Geoxideerde stof, gereduceerde stof

112 Uit experimentele waarnemingen de reactiever-gelijking afleiden als de reagerende oxidator en reductor gekend zijn.

Redoxreacties


113 Het belang van deze reacties aantonen met voorbeelden.

Toepassingen

DIDACTISCHE WENKEN

110 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.

111 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.

112 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, re-actie van metalen met zuren.

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

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

4.10 Druk


114 Het begrip druk afleiden en toepassen. Het begrip druk: definitie, grootheid, eenheid Toepassingen

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

Beginsel van Pascal Toepassingen

116 De formule voor hydrostatische druk weerge-ven en de druk in een vloeistof berekenen.

Hydrostatische druk

117 De wet van Archimedes verklaren en kwalitatief toepassen.

Wet van Archimedes

118 Beschrijven wat luchtdruk is en hoe luchtdruk wordt gemeten.

Luchtdruk

119 De begrippen overdruk en onderdruk van een gas uitleggen en herkennen in dagelijkse toepas-singen.

Overdruk en onderdruk

120 De toestandsgrootheden druk, volume en tempe-ratuur gebruiken om de toestand van een gas te omschrijven.

Toestandsgrootheden van een gas

121 De begrippen absoluut nulpunt en absolute tem-peratuur omschrijven vanuit het deeltjesmodel.

Absoluut nulpunt, absolute temperatuur

122 Het verband tussen de toestandsgrootheden kwalitatief aantonen en herkennen in concrete si-tuaties.

Algemene gaswet


DIDACTISCHE WENKEN

114 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, ho-ge hakken op parketvloer, scherpe versus botte naald, …

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

116 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.

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

118 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.

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

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

121 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.

122 De gaswetten kunnen kwalitatief en experimenteel aangetoond worden. Een plastic meetspuitje dat on-deraan 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 afge-leid 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!

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN 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


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

Thermisch evenwicht


124 Warmtehoeveelheid en temperatuursverande-ring van elkaar onderscheiden.

Warmtehoeveelheid en temperatuursverandering

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

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

126 De verschillende mechanismen van energie-transport bij stoffen kwalitatief omschrijven en herkennen in concrete situaties.

Geleiding, convectie en straling

DIDACTISCHE WENKEN

123 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 spon-taan opwarmen tot de omgevingstemperatuur.

124 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 tempera-tuur 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 een-zelfde temperatuursverandering, welke factoren zouden een rol kunnen spelen bij de temperatuursveran-dering?

125 Als vervolg op voorgaand proefje kunnen we nu de vraag aan de leerlingen stellen: ‘Wat zal de tempera-tuursverandering 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 temperatuursver-andering zal dan uiteraard kleiner zijn. Temperatuursverandering en warmtehoeveelheid zijn recht even-redig. Uit deze kwalitatieve proefjes kan men dan komen tot de formule. Hierbij moet een constante inge-voerd 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 le-ven: bain-marie, warmwaterkruik, waterrijke voedingsmiddelen blijven na opwarmen lang warm, zeekli-maat versus landklimaat, … .

126 Enkel het principe van geleiding, convectie en straling wordt behandeld. Hierbij moeten geen formules gezien worden. Concrete voorbeelden in dagelijkse situaties: opwarmen van kookpotten op een elektrisch vuur door geleiding, centrale verwarming (convectie), straalkachels in badkamer.


5 Natuurwetenschappen in verschillende studierichtingen van de tweede graad tso

Dit leerplan is geschreven voor verschillende studierichtingen van de tweede graad van het tso. 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 doelstel-lingen’ zijn deze ingedeeld in drie groepen nl. onderzoekend leren, wetenschap en samenleving, attitudes.

De realisatie van de algemene doelstellingen gebeurt via leerplandoelstellingen en bijhorende leerinhouden. In dit leerplan wordt een set van leerplandoelstellingen, leerinhouden en bijhorende didactische wenken aangebo-den 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 uit-werking 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 (raadpleeg hierbij ook de COS-brochure – zie bibliografie) dan moeten de nodige veiligheidsvoorzieningen getroffen worden.

5.1 Handel / Handel-talen (2 uur)

Elk leerjaar wordt minimum 4 uur voorzien voor laboratoriumoefeningen. Indien kleinere laboratoriumop-drachten voorzien worden die minder dan één lesuur beslaan moet men minimum een equivalent van vier uur voorzien op jaarbasis. Mogelijke opdrachten staan in deze tabel vermeld bij onderzoekend leren. Ook bij de di-dactische wenken van de leerplandoelstellingen staan mogelijk labopdrachten vermeld.

Aanpak algemene doelstellingen Leerplandoelstellingen te realiseren (zie punt 5)

Planning(aantal

uur voor-zien)

Materiemodel 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15

14 uur

Onderzoekend leren Bij het uitwerken van de lessen i.v.m. het materiemodel staat het onderzoekend leren als activerende werkvorm centraal. Hierbij proberen de leerlingen zelf waarnemingen te formuleren, zelfstandig (in groep) experimenten uit te voeren, zelf elementen aan te dragen bij de constructie van het deeltjesmodel.

Via waarnemingen van stoffen (bij voorkeur uit het dagelijks leven) kan men komen tot een omschrijving van de begrippen aggregatietoestand van stoffen, mengsel en zuivere stof, homogene en heterogene mengsels. Hierbij wordt aandacht geschonken aan de criteria waarop de indeling is gebaseerd. Hierbij wordt ook gewerkt rond de doelstellingen 37 en 38 in verband met classificatie.

Uit het bestuderen van allerlei etiketten van dagelijkse producten (bier, wijn, azijn, mineraalwater, …) ko-men de leerlingen tot het besluit dat dit allemaal mengsels zijn. Het concentratiebegrip (massaprocent,


massavolumeprocent, volumeprocent) komt hier ter sprake.

Experimenteel kan men bij zuivere stoffen de relatie tussen massa en volume bijbrengen.

Leerlingen moeten weten wat beduidende cijfers zijn en wat hun belang is bij de nauwkeurigheid van een meting. De benaderingsregels i.v.m. product en quotiënt en som en verschil moeten niet worden gezien evenmin als de oefeningen hieromtrent. Er worden binnen de vakwerkgroep afspraken gemaakt i.v.m. beduidende cijfers.

De begrippen zinken, zweven, drijven kunnen experimenteel aan de hand van verschillende voorwerpen met verschillende massadichtheden onderzocht worden. De wet van Archimedes moet hier zeker niet behandeld worden.

Ook kan men experimenteel een mengsel scheiden in zuivere stoffen. Hierbij is het niet noodzakelijk om veel scheidingstechnieken te behandelen.

De leerlingen proberen uit waarnemingen en experimenten een samenhangend model op te bouwen nl. het deeltjesmodel. Dit model kan dan weer getoetst worden aan allerlei verschijnselen die zich voordoen in onze leefomgeving.

Wetenschap en samenleving Het deeltjesmodel waarbij verondersteld wordt dat materie opgebouwd is uit deeltjes (discontinu) heeft niet altijd bestaan. De mens heeft dit model door waarnemingen en experimenten ontwikkeld en voortdu-rend verfijnd.

Begrippen als vast, vloeibaar, gas, oplossing, concentratie worden in het dagelijks leven voortdurend ge-bruikt en mogen we als behorende tot onze cultuur beschouwen, nl. deze begrippen zijn verworven opvat-tingen die door meerdere personen worden gedeeld en die aan anderen overdraagbaar zijn.

Bij het scheiden van mengsels kan ook de afvalsortering thuis en het containerpark ter sprake komen. Hierbij worden verschillende afvalstromen gescheiden. Ook het koffiezetten, het gebruik van slazwierder, het gebruik van ether om vetvlekken te verwijderen, … zijn dagelijkse toepassingen van scheidingstech-nieken.

Attitudes Tijdens het uitvoeren van experimenten wordt de nodige tijd uitgetrokken om waarnemingen correct te leren verwoorden. Dikwijls worden waarnemingen door leerlingen verward met vermoedens of meningen. Het belang van objectiviteit in de wetenschap kan hier benadrukt worden.

Er wordt aandacht besteed aan de context waarbinnen men bepaalde begrippen gebruikt. Zo heeft het begrip ‘zuiver’ niet dezelfde betekenis in het dagelijks en het wetenschappelijk taalgebruik. Zuivere lucht (dagelijks taalgebruik) is geen zuivere stof!

Bij het bestuderen van etiketten kunnen ook de R- en S-zinnen en gevaarsymbolen reeds ter sprake ko-men. Het spontaan raadplegen van etiketten voor men producten, zelfs huishoudproducten, gebruikt is een belangrijke attitude.

Tijdens het samenwerken van leerlingen bij het uitvoeren van experimenten worden ook attitudes nage-streefd die meer op het sociale vlak liggen.


Kracht, arbeid, energie en vermogen • Massa, zwaartekracht en gewicht 16, 17, 18, 19 4 uur • Arbeid, energie en vermogen in het dagelijks le-

ven 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 7 uur

• Spieren en spierwerking 28, 29, 30, 31, 32 3 uur Onderzoekend leren Uit dagelijkse waarnemingen kan de uitwerking van een kracht (statische en dynamische uitwerking) afge-leid worden. Krachtwerking door spiersamentrekking kan hier als een voorbeeld behandeld worden. Het onderscheid tussen een scalaire grootheid en een vectoriële grootheid zal bij krachtwerking aan bod ko-men.

Krachten meten met een dynamometer.

De macroscopische en microscopische bouw van spierweefsel kan onderzocht worden.

Uit dagelijkse waarnemingen en uit gegevens die voorkomen in allerlei documentatie kan het onderscheid tussen arbeid, vermogen, energie en energieomzetting duidelijk worden. Gegevens op etiketten (elektrisch vermogen) van allerlei huishoudtoestellen kunnen hier ook gebruikt worden.

In dit onderdeel wordt eerder contextueel en kwalitatief gewerkt. Wat kan je zeggen over de arbeid als we een grotere massa over een zelfde afstand verplaatsen? Wat kan je zeggen over het vermogen als we dezelfde arbeid verrichten in een kortere tijdsspanne?

De wet van behoud van energie kan kwalitatief aangetoond worden bij slinger, trillende veer, skaten op een ramp, looping bij kermisattracties, bunjeespringer, ... . Hierbij zal het aspect ‘energieverlies versus de behoudswet’ aan bod komen.

Wetenschap en samenleving De ontwikkeling van machines die voor een deel de menselijke arbeid overnamen hebben zowel positieve als negatieve gevolgen in de samenleving. We hoeven maar te wijzen op de verbeterde arbeidsomstan-digheden maar ook op het verdwijnen van allerlei jobs die een gevolg zijn van de automatisatie van ar-beidsprocessen.

Bij de voedselbereiding met een microgolfoven kan het verband tussen het ingestelde vermogen en de tijdsduur verklaard worden.

De elektriciteitsfactuur kan hier ook behandeld worden.

Het aspect duurzame energieontwikkeling kan hier aan bod komen.

Begrippen kracht en energie worden in het dagelijks leven voortdurend gebruikt en mogen we als beho-rende tot onze cultuur beschouwen, nl. deze begrippen zijn verworven opvattingen die door meerdere personen worden gedeeld en die aan anderen overdraagbaar zijn.

Het belang van wetenschappelijke kennis in technische beroepen zoals mecanicien, elektricien, … komt hier duidelijk aan bod.

Attitudes De begrippen kracht, arbeid en energie worden in ons dagelijks leven voortdurend gebruikt. Hierbij is het belangrijk dat de leerlingen inzien dat dit niet altijd overeenstemt met de wetenschappelijke betekenis van deze begrippen. De context waarin deze begrippen gebruikt worden en een correct taalgebruik is dus belangrijk.


Verfijning materiemodel: atomen en mo-leculen

33, 34, 35, 36 6 uur

Onderzoekend leren

In dit leerstofonderdeel worden de begrippen molecule, atoom, element, atoommodel… in hoofdzaak bij-gebracht door te werken met modellen (molecuulmodellen, atoommodel), schema’s (verfijning materiemo-del: materie, mengsel, zuivere stof, molecule, atoom) en tabellen (periodiek systeem). Bij de molecuulmo-dellen kunnen ook roostermodellen van metalen en zouten (in het bijzonder keukenzout) gebruikt worden.Tijdens een opdracht kunnen leerlingen het juiste model bij de juiste formule plaatsen. Het is niet de be-doeling dat leerlingen de formule van stoffen kunnen schrijven.

Bij de bespreking van het atoommodel van Bohr hoeven enkel de eerste 18 elementen onderzocht te wor-den. Bij het periodiek systeem wordt aandacht geschonken aan de criteria waarop de indeling is geba-seerd. Hierbij wordt ook gewerkt rond de doelstellingen 37 en 38 in verband met classificatie.

Wetenschap en samenleving

Bij de bespreking van de evolutie van het atoommodel zien de leerlingen duidelijk dat de ontwikkeling van een model een groeiproces doormaakt. Bij het atoommodel kan dit groeiproces historisch gesitueerd wor-den (van het model van Dalton tot het model van Bohr). Dit onderdeel moet niet uitgebreid behandeld worden.

Begrippen atoom en molecule mogen we als behorende tot onze cultuur beschouwen, nl. deze begrippen zijn verworven opvattingen die door meerdere personen worden gedeeld en die aan anderen overdraag-baar zijn.

Attitudes

In dit leerstofonderdeel komen geen experimenten aan bod. Er wordt in hoofdzaak gewerkt met modellen, tabellen, schema’s. Hierdoor komen er geen echte experimenteervaardigheden aan bod.

Classificatie

• Inleiding: classificatie in de wetenschappen 37, 38 3 uur • Classificatie van organismen • Classificatie van stoffen

Onderzoekend leren

De noodzaak tot classificatie kan via een concrete opdracht duidelijk gemaakt worden. Deze opdracht kan zijn:

• determineren van planten- of dierenverzamelingen: dit kan eventueel in het kader van een terreinstu-die.

• indelen van stoffen: bv. m.b.v. een aantal gegeven molecuulmodellen bepalen de leerlingen het crite-rium waarop de indeling in enkelvoudige of samengestelde stoffen gebeurt.

• welke criteria worden gehanteerd voor de indeling van elementen in het periodiek systeem.

Opmerking: dit leerstofonderdeel kan zeer goed met andere leerstofonderdelen geïntegreerd worden en kan ook verschillende keren tijdens het schooljaar aan bod komen. Het hoeft dus zeker geen afzonderlijk hoofdstuk van een cursus te zijn.


Classificatiesystemen komen we in het dagelijks leven vrij veel tegen. Hierbij is het belangrijk dat de leer-lingen inzien dat er steeds vertrokken wordt van bepaalde criteria waarop de classificatie gebaseerd is. Het hanteren van een wetenschappelijke werkwijze (criteria, begripsomschrijving, …) om te classificeren


komt in zeer veel beroepen aan bod.

Werken met tabellen (periodiek systeem, determineertabellen, zoekkaarten) en schema’s komt hier zeker aan bod.

Attitudes

Bij opdrachten is het belangrijk dat leerlingen zelf op zoek gaan naar mogelijke criteria voor classificatie. De verschillende oplossingen van verschillende groepen kunnen besproken worden. Zo kan, met een mogelijke bijsturing door de leraar, gekomen worden tot een geschikte manier van classificeren. Correct taalgebruik en objectiviteit zijn belangrijk om te komen tot goede criteria.


Zintuigen

• Inleiding 51 1 uur • Licht en Zien 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58,

59, 60, 61, 62, 64, 65 11 uur

• Horen 68, 69, 70, 71 4 uur • Proeven, ruiken, voelen

Onderzoekend leren

Het onderscheid tussen licht en geluid kan experimenteel onderzocht worden. De noodzaak van een middenstof om geluid voort te brengen (doelstelling 68) kan via een experiment aangebracht worden (bel onder vacuümstolp). Ook stemvork, trillingen in water (sonar bij walvissen), … kunnen hier ter sprake komen. Dat doven trillingen kunnen voelen is hierbij ook een interessant gegeven. Met een laserpen kan men een voorwerp aanduiden onder een vacuümstolp. Dit toont aan dat de laser-straal (licht) zich in vacuüm kan voortplanten.

In dit leerstofonderdeel staan de opticaproeven centraal. De meeste begrippen van de optica kunnen ex-perimenteel aangebracht worden. Het gebruik van een verduisterd lokaal is uiteraard een noodzaak.

Hier kunnen ook allerlei voorbeelden van optisch bedrog aan bod komen. De opticaproeven worden uitge-voerd om inzicht te verwerven omtrent terugkaatsing, breking, …

De bouw van het oog en het oor kan via een 3D-model aangebracht worden.


De ontwikkeling van optische toestellen zoals de microscoop en de telescoop, heeft de wetenschap enorm vooruit geholpen. In het dagelijks leven gebruiken we ook toepassingen zoals bril, vergrootglas, ooglen-zen, oorapparaat … om de werking van onze zintuigen te corrigeren of te verbeteren.

Muziekinstrumenten, ultrasoon geluid (hondenfluitje, echografie, sonar bij walvissen, gehoortesten tijdens medisch schooltoezicht) zijn ook toepassingen van geluid. Gehoorschade, die kan optreden bij popconcer-ten en bij gebruik van oortjes en MP3 speler, kan hier ook ter sprake komen.

Het belang van wetenschappelijke kennis in een beroep als opticien, oogmeester, neus-keel-oor-arts is hier duidelijk.

Attitudes

Tijdens de opticaproeven is het belangrijk dat de leerlingen zelf besluiten leren formuleren. Nadien kunnen deze eventueel bijgestuurd worden door de klasgroep of de leraar.


Tijdens het samenwerken worden ook de attitudes nagestreefd die meer op het sociale vlak liggen.

Stofklassen • De chemische binding • De chemische reactie 79, 80, 81, 82 4 uur • Stofklassen van minerale verbindingen • Stofklassen van koolstofverbindingen • Gedrag van stoffen in water

Onderzoekend leren In dit leerstofonderdeel staat de chemische reactie centraal. Allerlei eenvoudige experimenten kunnen uitgevoerd worden. Voorbeelden:

- gasontwikkelingsreacties: tafelazijn + bakpoeder, simulatie van de reactie in een bruistablet door een vast mengsel van citroenzuur en natriumcarbonaat in water te brengen, ontkalken van koffie-zet, …

- verbrandingsreacties: alcohol, ether, … - verkleuringen zoals javelwater op gekleurd textiel, … - …

Hierbij komen de leerlingen tot het besluit dat bij een chemische reactie nieuwe stoffen gevormd worden met andere eigenschappen. Het deeltjesmodel die chemische reacties voorstelt als een herschikking van atomen wordt eveneens be-handeld. Het is niet de bedoeling dat de leerlingen chemische reacties kunnen schrijven. Wetenschap en samenleving

Nieuwe stoffen en nieuwe moleculen kunnen gemaakt worden dank zij chemische reacties. Hierdoor zijn nieuwe ontwikkelingen in de samenleving ontstaan:

- kleurstofindustrie en modewereld - farmaceutische industrie en geneeskunde - kunststoffen en design - meststofindustrie en voedselproductie - …

Chemische reacties moeten echter niet altijd gekoppeld worden aan de (chemische) industrie. Chemische reacties komen in de eigen leefomgeving uiteraard ook zeer veel voor: voedselbereiding, verteringspro-cessen, corrosie, … Attitudes Bij het uitvoeren van chemische reacties wordt aandacht besteed aan het verwoorden van waarnemingen en besluiten. Nadien kunnen deze eventueel bijgestuurd worden door de klasgroep of de leraar. Tijdens het uitvoeren van de experimenten wordt de nodige aandacht geschonken aan de veiligheid en het milieubewustzijn. Tijdens het samenwerken worden ook de attitudes nagestreefd die meer op het sociale vlak liggen. Terreinstudie 8 uur

• Inleiding 95, 96 • Terreinstudie 97 • Relaties tussen organismen • Relatie tussen organisme en milieu 103, 104, 105

Onderzoekend leren

Een goed voorbereide excursie is hier de meest aangewezen didactische werkvorm. Deze excursie kan eventueel in samenspraak met collega’s van andere vakken (bv. aardrijkskunde) gemaakt worden. Ook kan een bezoek met gids aan een natuurreservaat uitgevoerd worden. Hierbij worden best duidelijke af-


spraken gemaakt omtrent doelstellingen waarrond gewerkt wordt.

Gebruik van classificatiesystemen: zoekkaarten, determinatietabellen, ... kunnen gebruikt worden. Hierbij komen de doelstellingen omtrent classificatie (doelstelling 37 en 38) aan bod.


Naar aanleiding van een excursie kan het begrip ‘duurzame ontwikkeling’ (economisch, sociologisch, eco-logisch) besproken worden. Het begrip ‘Ecologische voetafdruk’ (www.ecolife.be) kan hier ter sprake komen. De ecologische voetafdruk wordt uitgedrukt in hectaren van het aardoppervlak. De voetafdruk (van een land, een stad of een persoon) is de totale oppervlakte die nodig is

• om het voedsel en de vezels te produceren die dit land, deze stad of persoon verbruikt,

• het afval te verwerken dat afkomstig is van het energieverbruik van het land, de stad of de persoon,

• voor de infrastructuur van het land, de stad of de persoon.

Oxfam (fair trade) speelt ook bij duurzame ontwikkeling een rol.

Beroepen als bioloog, geoloog, ecoloog, milieuambtenaar worden in dit leerstofonderdeel zichtbaar.

Attitudes

Bij een goed voorbereide excursie wordt gewerkt rond verschillende attitudes: waarnemingen, taalgebruik, bereidheid tot samenwerken, luisterbereidheid, zich houden aan instructies, …

Chemische reacties • Inleiding • Reacties met behoud van OG • Reacties met wijziging van OG

Dit leerstofonderdeel hoeft niet behandeld te worden. Druk 114, 115, 116, 118, 119 5 uur Onderzoekend leren

Eenvoudige kwalitatieve proeven kunnen uitgevoerd worden om begrip en het onderscheid met het begrip kracht te begrijpen. Ook waarnemingen in het dagelijks leven kunnen hier gebruikt worden (zie weten-schap en samenleving).

Het beginsel van Pascal kan experimenteel aangetoond worden. De hydrostatische druk in een waterko-lom kan men meten met een manometer. Ook kan men de gasdruk op de aardgasleiding meten met een simpele manometer (U-buis met water).

Ook het begrip luchtdruk komt hier aan bod (barometer, Maagdenburgse halve bollen, ballon onder vacu-umstolp).


Allerlei toepassingen uit het dagelijks leven hebben te maken met het begrip druk: ski’s, rupsbanden, sneeuwraketten, mes, spuit, nagel, naaldhakken en parket, …

Drukmetingen komen we in het dagelijks leven ook veel tegen: drukmetingen op autobanden, drukmeter op fietspomp, barometer als weersvoorspeller, gebruik van hoogtemeter bij bergwandelingen, het gebruik van dieptemeter bij duikers, bloeddrukmeter, ...

De invloed van de hoogte op de hydrostatische druk kan ook toegelicht worden bij het gebruik van baxters


in een ziekenhuis.

Andere voorbeelden waar druk in het dagelijks leven een rol speelt: hydraulische lift in een garage (Pas-cal), hydraulische remmen bij auto’s, gebruik van snelkookpan in de keuken, snel openen - sluiten en weer openen van een diepvries is moeilijk, gebruik van vacuümverpakking, gebruik van rietje, gebruik van stofzuiger, gebruik van pasdarm door metselaars, …

Attitudes

Tijdens het uitvoeren van experimenten wordt de nodige tijd uitgetrokken om waarnemingen correct te leren verwoorden. Dikwijls worden waarnemingen door leerlingen verward met vermoedens of meningen.


Warmteleer 123, 124, 125, 126 5 uur Onderzoekend leren

Het is belangrijk om het onderscheid tussen temperatuur en warmtehoeveelheid via een eenvoudig proef-je bij te brengen (zie hiervoor de wenken bij doelstellingen 124 en 125).

De verschillende vormen van warmteoverdracht kunnen experimenteel aangebracht worden:

− Straling: gloeilamp laten schijnen op blinkend en donker conservenblik gevuld met water. Tem-peratuursverloop meten.

− Geleiding: metalen en glazen staaf in de vlam houden. De metalen staaf is een betere warmte-geleider.

− Convectie: een korreltje kaliumpermanganaat in een glazen beker leggen. Daarna vullen met water en opwarmen. We zien convectiestromen ontstaan.

Bij gloeilampen is er een groot verlies aan nuttige energie (lichtenergie) door warmtestraling.


Het isoleren van woningen om warmteverlies tegen te gaan is zeer belangrijk. Hierbij kan ook gewezen worden op de K-waarden van allerlei materialen (muren, superisolerend glas, …).

Het onderscheid tussen een zee- en een continentaal klimaat kan hier besproken worden. De extremere temperaturen in de Kempen zijn een gevolg van de zandbodem in deze streken.

Andere voorbeelden die kunnen aan bod komen: Al-folie achter centrale verwarming, gebruik van zonne-collectoren, gebruik van handvaten in hout of kunststof, gebruik van IR-lamp in zelfbedieningsrestaurants, gebruik van straler in de badkamer, centrale verwarming en convectiestromingen, …

Platentektoniek (aardbevingen, vulkanen, tsunami’s, …) is een gevolg van convectiestromen in het inwen-dige van de aarde.

Attitudes




5.2 Grafische media (2 uur)

Elk leerjaar wordt minimum 4 uur voorzien voor laboratoriumoefeningen. Indien kleinere laboratoriumop-drachten voorzien worden die minder dan één lesuur beslaan moet men minimum een equivalent van vier uur voorzien op jaarbasis. Mogelijke opdrachten staan in deze tabel vermeld bij onderzoekend leren. Ook bij de di-dactische wenken van de leerplandoelstellingen staan mogelijk labopdrachten vermeld.


Planning(aantal

uur voor-zien)

Materiemodel 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15

14 uur

Onderzoekend leren

Bij het uitwerken van de lessen i.v.m. het materiemodel staat het onderzoekend leren als activerende werkvorm centraal. Hierbij proberen de leerlingen zelf waarnemingen te formuleren, zelfstandig (in groep) experimenten uit te voeren, zelf elementen aan te dragen bij de constructie van het deeltjesmodel.

Via waarnemingen van stoffen (bij voorkeur uit het dagelijks leven) kan men komen tot een omschrijving van de begrippen aggregatietoestand van stoffen, mengsel en zuivere stof, homogene en heterogene mengsels. Hierbij wordt aandacht geschonken aan de criteria waarop de indeling is gebaseerd. Hierbij wordt ook gewerkt rond de doelstellingen 37 en 38 in verband met classificatie.

Uit het bestuderen van allerlei etiketten van dagelijkse producten (bier, wijn, azijn, mineraalwater, …) ko-men de leerlingen tot het besluit dat dit allemaal mengsels zijn. Het concentratiebegrip (massaprocent, massavolumeprocent, volumeprocent) komt hier ter sprake.

Experimenteel kan men bij zuivere stoffen de relatie tussen massa en volume bijbrengen.

Leerlingen moeten weten wat beduidende cijfers zijn en wat hun belang is bij de nauwkeurigheid van een meting. De rekenregels i.v.m. product en quotiënt en som en verschil moeten niet behandeld worden, evenmin als de oefeningen hieromtrent. Er worden binnen de vakwerkgroep afspraken gemaakt i.v.m. het hanteren van beduidende cijfers.

De begrippen zinken, zweven, drijven kunnen experimenteel aan de hand van verschillende voorwerpen met verschillende massadichtheden onderzocht worden. De wet van Archimedes moet hier zeker niet behandeld worden!

Ook kan men experimenteel een mengsel scheiden in zuivere stoffen. Hierbij is het niet noodzakelijk om veel scheidingstechnieken te behandelen. Voor deze studierichting is chromatografie van kleurstoffen (van viltstiften, van inkten, …) zeker aangewezen. Hier kan een link gelegd worden met de grafische sector.

Cohesie en adhesie kunnen in verband gebracht worden met kleurstoffen bv. de adhesie tussen inkt en papier, invloed van verschillende soorten kleurstoffen, invloed van de ondergrond, … .


Binnen grafische media kan er extra aandacht geschonken worden aan creatieve elementen binnen de lessen natuurwetenschappen. Zo kan men een fotomontage maken van het materiemodel: aggregatietoe-standen, faseovergangen, mengsels en zuivere stoffen, heterogeen en homogeen, … Eventueel in sa-menspraak met grafisch tekenen een pointillistisch werk laten maken van het materiemodel (mengsels en


zuivere stoffen, heterogeen en homogene mengsels, concentratiebegrip, …).


Het deeltjesmodel waarbij verondersteld wordt dat materie opgebouwd is uit deeltjes (discontinu) heeft niet altijd bestaan. De mens heeft dit model door waarnemingen en experimenten ontwikkeld en voortdu-rend verfijnd.


Bij het scheiden van mengsels kan ook de afvalsortering thuis en het containerpark ter sprake komen. Hierbij worden verschillende afvalstromen gescheiden. Ook het koffiezetten, het gebruik van slazwierder, het gebruik van ether om vetvlekken te verwijderen, … zijn dagelijkse toepassingen van scheidingstech-nieken.

Attitudes

Tijdens het uitvoeren van experimenten wordt de nodige tijd uitgetrokken om waarnemingen correct te leren verwoorden. Dikwijls worden waarnemingen door leerlingen verward met vermoedens of meningen. Het belang van objectiviteit in de wetenschap kan hier benadrukt worden.


Bij het bestuderen van etiketten kunnen ook de R- en S-zinnen en gevaarsymbolen reeds ter sprake ko-men. Het spontaan raadplegen van etiketten voor men producten (ook huishoudproducten) gebruikt is een belangrijke attitude.


Kracht, arbeid, energie en vermogen • Massa, zwaartekracht en gewicht 16, 17,18, 19 4 uur • Arbeid, energie en vermogen in het dagelijks le-

ven 21, 22, 23, 24, 25, 26 6 uur

• Spieren en spierwerking Onderzoekend leren

Uit dagelijkse waarnemingen kan de uitwerking van een kracht (statische en dynamische uitwerking) afge-leid worden. Bij de statische uitwerking kunnen plooimachines en snijmachines in drukkerijen ter sprake komen. Het onderscheid tussen een scalaire grootheid en een vectoriële grootheid zal bij krachtwerking aan bod komen.

Krachten kan men meten met een dynamometer.

Uit dagelijkse waarnemingen en uit gegevens die voorkomen in allerlei documentatie kan het onderscheid tussen arbeid, vermogen, energie en energieomzetting duidelijk worden. Gegevens op etiketten van aller-lei huishoudtoestellen kunnen hier ook gebruikt worden.

In dit onderdeel wordt eerder contextueel en kwalitatief gewerkt. Wat kan je zeggen over de arbeid als we een grotere massa over een zelfde afstand verplaatsen? Wat kan je zeggen over het vermogen als we dezelfde arbeid verrichten in een kortere tijdsspanne?

De wet van behoud van energie kan kwalitatief aangetoond worden bij slinger, trillende veer, skaten op een ramp, looping bij kermisattracties, bunjeespringer,... . Hierbij zal het aspect ‘energieverlies versus de


behoudswet’ aan bod komen.


De ontwikkeling van machines die voor een deel de menselijke arbeid overnamen hebben zowel positieve als negatieve gevolgen in de samenleving. We hoeven maar te wijzen op de verbeterde arbeidsomstan-digheden maar ook op het verdwijnen van allerlei jobs die een gevolg zijn van de automatisatie van ar-beidsprocessen.

Bij de voedselbereiding met een microgolfoven kan het verband tussen het ingestelde vermogen en tijds-duur verklaard worden.

De elektriciteitsfactuur kan hier ook behandeld worden.



Het belang van wetenschappelijke kennis in technische beroepen zoals mecanicien, elektricien, drukker, … komt hier duidelijk aan bod.

Attitudes

De begrippen kracht, arbeid en energie worden in ons dagelijks leven voortdurend gebruikt. Hierbij is het belangrijk dat de leerlingen inzien dat dit niet altijd overeenstemt met de wetenschappelijke betekenis van deze begrippen. De context waarin deze begrippen gebruikt worden en een correct taalgebruik is dus belangrijk.


33, 34, 35, 36 6 uur

Onderzoekend leren

In dit leerstofonderdeel worden de begrippen molecule, atoom, element, atoommodellen… in hoofdzaak bijgebracht door te werken met modellen (molecuulmodellen, atoommodellen), schema’s (verfijning mate-riemodel: materie, mengsel, zuivere stof, molecule, atoom) en tabellen (periodiek systeem). Bij de mole-cuulmodellen kunnen ook roostermodellen van metalen en zouten (in het bijzonder keukenzout) gebruikt worden. Tijdens een opdracht kunnen leerlingen het juiste model bij de juiste formule plaatsen. Het is niet de be-doeling dat leerlingen de formule van stoffen kunnen schrijven.




Het Atomium is het meest gekende bouwwerk van België. Hier is wetenschap omgezet in architecturale creativiteit. Binnen grafische media kan er extra aandacht geschonken worden aan creatieve elementen binnen de lessen natuurwetenschappen. Zo kan men bijvoorbeeld een verkleind model van het Atomium laten maken of een nieuw logo laten ontwerpen voor een protonkaart (met een link naar het protondeeltje).


Eventueel een korte presentatie laten maken met aandacht voor lay-out, creativiteit, …


Attitudes


Classificatie • Inleiding: classificatie in de wetenschappen 37, 38 • Classificatie van organismen • Classificatie van stoffen 45, 46, 47, 48, 49, 50 6 uur

Onderzoekend leren

De noodzaak tot classificatie kan via een concrete opdracht duidelijk gemaakt worden. Deze opdracht kan bv. zijn:

• indelen van stoffen: bv. m.b.v. een aantal molecuulmodellen bepalen de leerlingen het criterium waarop de indeling in enkelvoudige of samengestelde stoffen gebeurt.


Opmerking: dit leerstofonderdeel kan zeer goed met andere leerstofonderdelen geïntegreerd worden en kan ook verschillende keren tijdens het schooljaar aan bod komen. Het hoeft dus zeker geen afzonderlijk hoofdstuk van een cursus te zijn.

De verschillende stofklassen (verbindingsklassen) moeten niet afzonderlijk besproken worden. Het is be-langrijk dat de leerlingen inzien dat stoffen die tot dezelfde stofklasse behoren, overeenkomstige eigen-schappen vertonen. Zo zullen zuren met natriumcarbonaat een bruisende reactie vertonen.


Classificatiesystemen komen we in het dagelijks leven vrij veel tegen. Hierbij is het belangrijk dat de leer-lingen inzien dat er steeds vertrokken wordt van bepaalde criteria waarop de classificatie gebaseerd is. Het hanteren van een wetenschappelijke werkwijze (criteria, begripsomschrijving, …) om te classificeren komt in zeer veel beroepen aan bod.

Werken met tabellen (periodiek systeem, determineertabellen, …) en schema’s komt hier zeker aan bod.

Attitudes




Zintuigen • Inleiding • Licht en Zien 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58,

59, 60, 61, 62, 64, 65, 66, 67

• Horen 68

14 uur

• Proeven, ruiken, voelen Onderzoekend leren

Het onderscheid tussen licht en geluid kan experimenteel onderzocht worden. De noodzaak van een middenstof om geluid voort te brengen (doelstelling 68) kan via een experiment aangebracht worden (bel onder vacuümstolp). Ook stemvork, trillingen in water (sonar bij walvissen), … kunnen hier ter sprake komen. Met een laserpen kan men een voorwerp aanduiden onder een vacuüm-stolp. Dit toont aan dat de laserstraal (licht) zich in vacuüm kan voortplanten.


Hier kunnen ook allerlei voorbeelden van optisch bedrog aan bod komen. De opticaproeven worden uitge-voerd om nieuwe inzichten te verwerven omtrent terugkaatsing, breking, …

De bouw van het oog kan via een 3D-model aangebracht worden.


De ontwikkeling van optische toestellen zoals de microscoop en de telescoop, heeft de wetenschap enorm vooruit geholpen. In het dagelijks leven gebruiken we ook toepassingen zoals bril, vergrootglas, ooglen-zen, … om onze zintuigen te corrigeren of te verbeteren.

Optische vezels, dode hoek spiegels, optische illusie, … zijn toepassingen die kunnen verklaard worden vanuit de optica.

Gehoorschade bij jongeren door verkeerd gebruik van geluidstoestellen of overmatige blootstelling aan te hard geluid kan aangehaald worden.

Het belang van wetenschappelijke kennis in een beroep als opticien en fotograaf is hier duidelijk.

Attitudes



Stofklassen • De chemische binding 76, 77 3 uur • De chemische reactie 79, 80, 81, 82, 83

106 10 uur (met doelst. 106)

• Stofklassen van minerale verbindingen • Stofklassen van koolstofverbindingen • Gedrag van stoffen in water 94 1 uur

Onderzoekend leren

De doelstellingen omtrent de chemische binding worden gerealiseerd aan de hand van eenvoudige voor-beelden zoals NaCl, waterstofgas, zuurstofgas, waterstofchloride, ijzer en andere metalen. Dit leerstofon-


derdeel wordt niet experimenteel bijgebracht.

In dit leerstofonderdeel staat de chemische reactie centraal. Allerlei eenvoudige experimenten kunnen uitgevoerd worden. Voorbeelden:

• gasontwikkelingsreacties: tafelazijn + bakpoeder, principe bruistablet door een vast mengsel van ci-troenzuur en bakpoeder in water te brengen, ontkalken van koffiezet, …

• verbrandingsreacties: alcohol, ether, …

• verkleuringen zoals javelwater op gekleurd textiel, …

• fotolyse van zilverchloride

• …

Uit experimentele waarnemingen kunnen de leerlingen besluiten dat er een chemische reactie is opgetre-den (doelstelling 106). Hierbij komen de leerlingen tot het besluit dat bij een chemische reactie nieuwe stoffen gevormd worden met andere eigenschappen.

De pH-schaal wordt via eenvoudige voorbeelden uit het dagelijks leven bijgebracht. Zo kan een pH-meting uitgevoerd worden met pH-papiertjes. We denken hierbij aan de pH-meting bij drinkwater, aquariumwater, melk, grondwater, …


Nieuwe moleculen kunnen gemaakt worden dank zij chemische reacties. Hierdoor zijn nieuwe ontwikke-lingen in de samenleving ontstaan:

• kleurstofindustrie en modewereld

• farmaceutische industrie en geneeskunde

• kunststoffen en betaalbare design

• meststofindustrie en voedselproductie

• …

Chemische reacties moeten echter niet altijd gekoppeld worden aan de (chemische) industrie. Chemische reacties komen in de eigen leefomgeving uiteraard ook zeer veel voor: voedselbereiding, verteringspro-cessen, corrosie, zure regen, vuurwerk, explosieven …

Attitudes

Bij het uitvoeren van chemische reacties wordt aandacht besteed aan het verwoorden van waarnemingen en besluiten. Nadien kunnen deze eventueel bijgestuurd worden door de klasgroep of de leraar.

Tijdens het uitvoeren van de experimenten wordt de nodige aandacht geschonken aan de veiligheid en het milieubewustzijn.


Terreinstudie • Inleiding • Terreinstudie • Relaties tussen organismen • Relatie tussen organisme en milieu

Dit onderdeel hoeft niet behandeld te worden.


Chemische reacties • Inleiding 106 • Reacties met behoud van OG • Reacties met wijziging van OG

Doelstelling 106 wordt gerealiseerd bij het hoofdstuk stofklassen.

Druk 114, 115, 118, 119, 121 6 uur Onderzoekend leren

Eenvoudige kwalitatieve proeven kunnen uitgevoerd worden om het begrip druk en het onderscheid met het begrip kracht te verklaren. Ook waarnemingen in het dagelijks leven kunnen hier gebruikt worden (zie wetenschap en samenleving).

Het beginsel van Pascal kan experimenteel aangetoond worden. De hydrostatische druk in een waterko-lom kan men meten met een manometer. Er moeten geen vraagstukken gemaakt worden op hydrostati-sche druk.

De gasdruk op de aardgasleiding kan men meten met een simpele manometer (U-buis met water).


Het begrip absoluut nulpunt kan vanuit het deeltjesmodel eenvoudig bijgebracht worden.


Allerlei toepassingen uit het dagelijks leven hebben te maken met het begrip druk: ski’s, rupsbanden, sneeuwraketten, mes, spuit, nagel, naaldhakken en parket, …

Drukmetingen komen we in het dagelijks leven ook veel tegen: drukmetingen op autobanden, drukmeter op fietspomp, barometer als weersvoorspeller, gebruik van hoogtemeter bij bergwandelingen, het gebruik van dieptemeter door duikers, bloeddrukmeter, ...

De invloed van de hoogte op de hydrostatische druk kan ook toegelicht worden bij het gebruik van baxters in een ziekenhuis.

Andere voorbeelden waar druk in het dagelijks leven een rol speelt: hydraulische lift in een garage, hy-draulische remmen bij auto’s, gebruik van snelkookpan in de keuken, snel openen - sluiten en weer ope-nen van een diepvries is moeilijk, gebruik van vacuümverpakking, gebruik van rietje, gebruik van stofzui-ger, gebruik van pasdarm door metselaars, vacuümzuigers bij drukpers, …

Attitudes



Warmteleer 123, 124, 126 4 uur Onderzoekend leren

Het is belangrijk om het onderscheid tussen temperatuur en warmtehoeveelheid via een eenvoudig proef-je bij te brengen (zie hiervoor de wenken bij doelstelling 124).



• Straling: gloeilamp laten schijnen op blinkend en donker conservenblik gevuld met water. Tempera-tuursverloop meten.

• Geleiding: metalen en glazen staaf in de vlam houden. De metalen staaf is een betere warmtegelei-der.

• Convectie: een korreltje kaliumpermanganaat in een glazen beker leggen. Daarna vullen met water en opwarmen. We zien convectiestromen ontstaan.




Andere voorbeelden die kunnen aan bod komen: Al-folie achter centrale verwarming, gebruik van zonne-collectoren, gebruik van handvaten in hout of kunststof, gebruik van IR-lamp in zelfbedieningsrestaurants, gebruik van straler in de badkamer, centrale verwarming en convectiestromingen, ...


Attitudes



5.3 Grafische communicatie (3 uur)

Elk leerjaar wordt minimum 6 uur voorzien voor laboratoriumoefeningen. Indien kleinere laboratoriumop-drachten voorzien worden die minder dan één lesuur beslaan moet men minimum een equivalent van zes uur voorzien op jaarbasis. Mogelijke opdrachten staan in deze tabel vermeld bij onderzoekend leren. Ook bij de di-dactische wenken van de leerplandoelstellingen staan mogelijk labopdrachten vermeld.


Planning(aantal

uur voor-zien)

Materiemodel 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15

16 uur

Onderzoekend leren

Bij het uitwerken van de lessen i.v.m. het materiemodel staat het onderzoekend leren als activerende werkvorm centraal. Hierbij proberen de leerlingen zelf waarnemingen te formuleren, zelfstandig (in groep) experimenten uit te voeren, zelf elementen aan te dragen bij de constructie van het deeltjesmodel.

Via waarnemingen van stoffen (bij voorkeur uit het dagelijks leven) kan men komen tot een omschrijving van de begrippen aggregatietoestand van stoffen, mengsel en zuivere stof, homogene en heterogene mengsels. Hierbij wordt aandacht geschonken aan de criteria waarop de indeling is gebaseerd. Hierbij


wordt ook gewerkt rond de doelstellingen 37 en 38 in verband met classificatie.

Uit het bestuderen van allerlei etiketten van dagelijkse producten (bier, wijn, azijn, mineraalwater, …) ko-men de leerlingen tot het besluit dat dit allemaal mengsels zijn. Het concentratiebegrip (massaprocent, massavolumeprocent, volumeprocent) komt hier ter sprake.

De doelstellingen in verband met metrologie (doelstelling 1 tot 6) dienen hier ter inspiratie. Er worden vas-te afspraken gemaakt met de leerlingen omtrent gebruik van beduidende cijfers. Leerlingen moeten weten wat beduidende cijfers zijn en wat hun belang is bij de nauwkeurigheid van een meting. De benaderings-regels voor product en quotiënt dienen gekend te zijn. Deze voor som en verschil, gezien het minimale gebruik ervan, niet.

Experimenteel kan men bij zuivere stoffen de relatie tussen massa en volume bijbrengen. De begrippen zinken, zweven, drijven kunnen experimenteel aan de hand van verschillende voorwerpen met verschillende massadichtheden onderzocht worden. De wet van Archimedes moet hier niet behandeld worden!

Ook kan men experimenteel een mengsel scheiden in zuivere stoffen. Hierbij is het niet noodzakelijk om veel scheidingstechnieken te behandelen. Voor deze studierichting is chromatografie van kleurstoffen (van viltstiften, van inkten, …) zeker aangewezen. Hier kan een link gelegd worden met de grafische sector.

Cohesie en adhesie kan in verband gebracht worden met kleurstoffen bv. de adhesie tussen inkt en pa-pier, invloed van verschillende soorten kleurstoffen, invloed van de ondergrond, … .


Binnen grafische communicatie kan er extra aandacht geschonken worden aan creatieve elementen bin-nen de lessen natuurwetenschappen. Zo kan men een fotomontage maken van het materiemodel: aggre-gatietoestanden, faseovergangen, mengsels en zuivere stoffen, heterogeen en homogeen, … Eventueel in samenspraak met grafisch tekenen een pointillistisch werk laten maken van het materiemodel (meng-sels en zuivere stoffen, heterogeen en homogene mengsels, concentratiebegrip, …).


Het deeltjesmodel waarbij verondersteld wordt dat materie opgebouwd is uit deeltjes (discontinu) heeft niet altijd bestaan. De mens heeft dit model door waarnemingen en experimenten ontwikkeld en voortdu-rend verfijnd.


Bij het scheiden van mengsels kan ook de afvalsortering thuis en het containerpark ter sprake komen. Hierbij worden verschillende afvalstromen gescheiden. Ook het koffiezetten, het gebruik van slazwierder, het gebruik van ether om vetvlekken te verwijderen, … zijn dagelijkse toepassingen van scheidingstechnieken.

Attitudes

Tijdens het uitvoeren van experimenten wordt de nodige tijd uitgetrokken om waarnemingen correct te leren verwoorden. Dikwijls worden waarnemingen door leerlingen verward met vermoedens of meningen. Het belang van objectiviteit in de wetenschap kan hier benadrukt worden.



Bij het bestuderen van etiketten kunnen ook de R- en S-zinnen en gevaarsymbolen reeds ter sprake ko-men. Het spontaan raadplegen van etiketten voor men producten (ook huishoudproducten) gebruikt is een belangrijke attitude.


Kracht, arbeid, energie en vermogen • Massa, zwaartekracht en gewicht 16, 17, 18, 19, 20 6 uur • Arbeid, energie en vermogen in het dagelijks le-

ven 21, 22, 23, 24, 25, 26 8 uur

• Spieren en spierwerking Onderzoekend leren

Uit dagelijkse waarnemingen kan de uitwerking van een kracht (statische en dynamische uitwerking) afge-leid worden. Bij de statische uitwerking kunnen plooimachines en snijmachines in drukkerijen ter sprake komen. Het onderscheid tussen een scalaire grootheid en een vectoriele grootheid zal bij krachtwerking aan bod komen.

Krachten kan men meten met een dynamometer.

Uit dagelijkse waarnemingen en uit gegevens die voorkomen in allerlei documentatie kan het onderscheid tussen arbeid, vermogen, energie en energieomzetting duidelijk worden. Gegevens op etiketten van aller-lei huishoudtoestellen kunnen hier ook gebruikt worden.

De wet van behoud van energie kan eventueel kwalitatief aangetoond worden bij slinger, trillende veer, skaten op een ramp, looping bij kermisattracties, bunjeespringer, ... Hierbij zal het aspect ‘energieverlies versus de behoudswet’ aan bod komen.

Bij arbeid en vermogen kan naast de rekenvraagstukken ook contextueel en kwalitatief gewerkt worden. Wat kan je zeggen over de arbeid als we een grotere massa over een zelfde afstand verplaatsen? Wat kan je zeggen over het vermogen als we dezelfde arbeid verrichten in een kortere tijdsspanne?


De ontwikkeling van machines die voor een deel de menselijke arbeid overnamen hebben zowel positieve als negatieve gevolgen in de samenleving. We hoeven maar te wijzen op de verbeterde arbeidsomstan-digheden maar ook op het verdwijnen van allerlei jobs die een gevolg zijn van de automatisatie van ar-beidsprocessen.

De elektriciteitsfactuur kan hier ook zeker behandeld worden.

Bij de voedselbereiding met een microgolfoven kan het verband tussen het ingestelde vermogen en tijds-duur verklaard worden.



Het belang van wetenschappelijke kennis in technische beroepen zoals mecanicien, elektricien, drukker, … komt hier duidelijk aan bod.

Attitudes

De begrippen kracht, arbeid en energie worden in ons dagelijks leven voortdurend gebruikt. Hierbij is het


belangrijk dat de leerlingen inzien dat dit niet altijd overeenstemt met de wetenschappelijke betekenis van deze begrippen. De context waarin deze begrippen gebruikt worden en een correct taalgebruik is dus belangrijk.


33, 34, 35, 36 6 uur

Onderzoekend leren

In dit leerstofonderdeel worden de begrippen molecule, atoom, element, atoommodellen… in hoofdzaak bijgebracht door te werken met modellen (molecuulmodellen, atoommodellen), schema’s (verfijning mate-riemodel: materie, mengsel, zuivere stof, molecule, atoom) en tabellen (periodiek systeem). Bij de mole-cuulmodellen kunnen ook roostermodellen van metalen en zouten (in het bijzonder keukenzout) gebruikt worden. Tijdens een opdracht kunnen leerlingen het juiste model bij de juiste formule plaatsen. Het is niet de be-doeling dat leerlingen de formule van stoffen kunnen schrijven.




Het Atomium is het meest gekende bouwwerk van België. Hier is wetenschap omgezet in architecturale creativiteit. Binnen grafische media kan er extra aandacht geschonken worden aan creatieve elementen binnen de lessen natuurwetenschappen. Zo kan men bijvoorbeeld een verkleind model van het Atomium laten maken of een nieuw logo laten ontwerpen voor een protonkaart (met een link naar het protondeeltje). Eventueel een korte presentatie laten maken met aandacht voor lay-out, creativiteit, …


Attitudes


Classificatie • Inleiding: classificatie in de wetenschappen 37, 38 • Classificatie van organismen • Classificatie van stoffen 45, 46, 47, 48, 49, 50 6 uur

Onderzoekend leren

De noodzaak tot classificatie kan via een concrete opdracht duidelijk gemaakt worden. Deze opdracht kan bv. zijn:

• indelen van stoffen: bv. m.b.v. een aantal molecuulmodellen bepalen de leerlingen het criterium waarop de indeling in enkelvoudige of samengestelde stoffen gebeurt.


Opmerking: dit leerstofonderdeel kan zeer goed met andere leerstofonderdelen geïntegreerd worden en kan ook verschillende keren tijdens het schooljaar aan bod komen. Het hoeft dus zeker geen afzonderlijk


hoofdstuk van een cursus te zijn.

De verschillende verbindingsklassen moeten zeker niet uitgebreid aan bod komen. Het is belangrijk dat leerlingen inzien dat stoffen die tot dezelfde stofklasse behoren, overeenkomstige eigenschappen verto-nen. Zo zullen zuren met natriumcarbonaat een bruisende reactie vertonen.


Classificatiesystemen komen we in het dagelijks leven vrij veel tegen. Hierbij is het belangrijk dat de leer-lingen inzien dat er steeds vertrokken wordt van bepaalde criteria waarop de classificatie gebaseerd is. Het hanteren van een wetenschappelijke werkwijze (criteria, begripsomschrijving, …) om te classificeren komt in zeer veel beroepen aan bod.

Werken met tabellen (periodiek systeem, determineertabellen, … ) en schema’s komt hier zeker aan bod.

Attitudes



Zintuigen • Inleiding • Licht en Zien 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58,

59, 60, 61, 62, 64, 65, 66, 67

• Horen 68

14 uur

• Proeven, ruiken, voelen Onderzoekend leren

Het onderscheid tussen licht en geluid kan experimenteel onderzocht worden. De noodzaak van een middenstof om geluid voort te brengen (doelstelling 68) kan via een experiment aangebracht worden (bel onder vacuümstolp). Ook stemvork, trillingen in water (sonar bij walvissen), … kunnen hier ter sprake komen. Mat een laserpen kan men een voorwerp aanduiden onder een vacuüm-stolp. Dit toont aan dat de laserstraal (licht) zich in vacuüm kan voortplanten.


Hier kunnen ook allerlei voorbeelden van optisch bedrog aan bod komen. De opticaproeven worden uitge-voerd om nieuwe inzichten te verwerven omtrent terugkaatsing, breking, …

De bouw van het oog kan via een 3D-model aangebracht worden.


De ontwikkeling van optische toestellen zoals de microscoop en de telescoop, heeft de wetenschap enorm vooruit geholpen. In het dagelijks leven gebruiken we ook toepassingen zoals bril, vergrootglas, ooglen-zen, … om de zintuigen te corrigeren of te verbeteren.

Optische vezels, dode hoek spiegels, optische illusie, … zijn toepassingen die kunnen verklaard worden vanuit de optica.

Gehoorschade bij jongeren door verkeerd gebruik van geluidstoestellen of overmatige blootstelling aan te


hard geluid kan aangehaald worden.

Het belang van wetenschappelijke kennis in een beroep als opticien en fotograaf is hier duidelijk.

Attitudes



Stofklassen • De chemische binding 76, 77, 78 6 uur • De chemische reactie 79, 80, 81, 82, 83

106 8 uur met doelst. 106

• Stofklassen van minerale verbindingen 84, 85 6 uur • Stofklassen van koolstofverbindingen • Gedrag van stoffen in water 90, 91, 92, 93, 94 10 uur

Onderzoekend leren

De doelstellingen omtrent de chemische binding worden gerealiseerd aan de hand van eenvoudige voor-beelden zoals NaCl, waterstofgas, zuurstofgas, waterstofchloride, ijzer en andere metalen. Dit leerstofon-derdeel wordt niet experimenteel bijgebracht.

In dit leerstofonderdeel staat de chemische reactie centraal. Allerlei eenvoudige experimenten kunnen uitgevoerd worden. Voorbeelden:

• gasontwikkelingsreacties: tafelazijn + bakpoeder, principe bruistablet door een vast mengsel van ci-troenzuur en bakpoeder in water te brengen, ontkalken van koffiezet, …

• verbrandingsreacties: alcohol, ether, …

• verkleuringen zoals javelwater op gekleurd textiel, …

• fotolyse van zilverchloride

• …

Uit experimentele waarnemingen kunnen de leerlingen besluiten dat er een chemische reactie is opgetre-den (doelstelling 106). Hierbij komen de leerlingen tot het besluit dat bij een chemische reactie nieuwe stoffen gevormd worden met andere eigenschappen.

Voor de realisatie van doelstellingen 84 en 85 wordt ook rekening gehouden met doelstellingen 37 en 38. De indeling in minerale stofklassen kan best experimenteel aangebracht worden. Op basis van verschil-lende eigenschappen komen we zo tot indeling in stofklassen.

Het gedrag van stoffen in water wordt via eenvoudige experimenten aangebracht. We denken hierbij aan elektrische geleidbaarheidsmetingen van zuivere stoffen en oplossingen, afbuiging van een waterstraal door een elektrostatisch geladen pvc-staaf, pH-metingen. De pH-schaal wordt via eenvoudige voorbeelden uit het dagelijks leven bijgebracht. Zo kan een pH-meting uitgevoerd worden met pH-papiertjes. We denken hierbij aan de pH-meting bij drinkwater, aquariumwater, melk, grondwater, …


Nieuwe moleculen kunnen gemaakt worden dank zij chemische reacties. Hierdoor zijn nieuwe ontwikke-lingen in de samenleving ontstaan:


• kleurstofindustrie en modewereld

• farmaceutische industrie en geneeskunde

• kunststoffen en design

• meststofindustrie en voedselproductie

• …

Chemische reacties moeten echter niet altijd gekoppeld worden aan de (chemische) industrie. Chemische reacties komen in de eigen leefomgeving uiteraard ook zeer veel voor: voedselbereiding, verteringspro-cessen, corrosie, zure regen, vuurwerk, explosieven …

Attitudes

Bij het uitvoeren van chemische reacties wordt aandacht besteed aan het verwoorden van waarnemingen en besluiten. Nadien kunnen deze eventueel bijgestuurd worden door de klasgroep of de leraar.

Tijdens het uitvoeren van de experimenten wordt de nodige aandacht geschonken aan de veiligheid en het milieubewustzijn.


Terreinstudie • Inleiding • Terreinstudie • Relaties tussen organismen • Relatie tussen organisme en milieu

Dit leerstofonderdeel hoeft niet behandeld te worden.

Chemische reacties • Inleiding 106 • Reacties met behoud van OG 107, 108, 109 5 uur • Reacties met wijziging van OG

Doelstelling 106 wordt gerealiseerd bij het hoofdstuk stofklassen.

Onderzoekend leren

Doelstelling 107 en 108 worden via experimenteel onderzoek gerealiseerd (zie didactische wenk bij doe-stelling 108).


Een begrip als neutralisatie komen we ook in het dagelijks leven dikwijls tegen. Het is belangrijk om te wijzen op het onderscheid tussen de dagelijkse en de scheikundige betekenis.

Ionuitwisselingsreacties (neutralisatiereacties, neerslagreacties, gasontwikkelingsreacties) komen we veel tegen in het dagelijks leven (zie didactische wenk bij 109).

Attitudes




Druk 114, 115, 116, 118, 119,

120, 121, 122 12 uur

Onderzoekend leren

Eenvoudige kwalitatieve proeven kunnen uitgevoerd worden om het onderscheid tussen de begrippen druk en kracht bij te brengen. Ook waarnemingen in het dagelijks leven kunnen hier gebruikt worden (zie wetenschap en samenleving).

Het beginsel van Pascal kan experimenteel aangetoond worden. De hydrostatische druk in een waterko-lom kan men meten met een manometer. Ook kan men de gasdruk op de aardgasleiding in de klas meten met een simpele manometer (U-buis met water).


Het begrip absoluut nulpunt kan eenvoudig via het deeltjesmodel bijgebracht worden.

De gaswetten kunnen kwalitatief en experimenteel aangetoond worden. Zie didactische wenk bij doelstel-ling 122.


Allerlei toepassingen uit het dagelijks leven hebben te maken met het begrip druk: ski’s, rupsbanden, sneeuwraketten, mes, naald, nagel, naaldhakken en parket, …

Drukmetingen komen we in het dagelijks leven ook veel tegen: drukmetingen op autobanden, drukmeter op fietspomp, barometer als weersvoorspeller, gebruik van hoogtemeter bij bergwandelingen, het gebruik van dieptemeter voor duikers, bloeddrukmeter, ...

De invloed van de hoogte op de hydrostatische druk kan ook toegelicht worden bij het gebruik van baxters in een ziekenhuis.

Andere voorbeelden waar druk in het dagelijks leven een rol speelt: hydraulische lift in een garage (Pas-cal), hydraulische remmen bij auto’s, gebruik van snelkookpan in de keuken, snel openen - sluiten en weer openen van een diepvries is moeilijk, gebruik van vacuümverpakking, gebruik van rietje, gebruik van stofzuiger, gebruik van pasdarm door metselaars, vacuümzuigers bij drukpers …

Attitudes



Warmteleer 123, 124, 125, 126 8 uur Onderzoekend leren

Het is belangrijk om het onderscheid tussen temperatuur en warmtehoeveelheid via een eenvoudig proef-je bij te brengen (zie hiervoor de wenken bij doelstellingen 124 en 125).


• Straling: gloeilamp laten schijnen op blinkend en donker conservenblik gevuld met water en het tem-peratuursverloop meten.

• Geleiding: metalen en glazen staaf in de vlam houden. De metalen staaf is een betere warmtegelei-


der.

• Convectie: een korreltje kaliumpermanganaat in een glazen beker leggen. Daarna vullen met water en opwarmen. We zien convectiestromen ontstaan.


Experimenten en rekenvraagstukken i.v.m. calorimetrie kunnen uitgevoerd worden.



Het onderscheid tussen een zee- en een continentaal klimaat kan hier besproken worden. De extremere temperaturen in de Kempen zijn een gevolg van de zandbodem in deze streken.

Andere voorbeelden die kunnen aan bod komen: Al-folie achter centrale verwarming, gebruik van zonne-collectoren, gebruik van handvaten in hout of kunststof, gebruik van IR-lamp in de keuken, gebruik van straler in de badkamer, centrale verwarming en convectiestromingen.


Attitudes



Leerplannen van het VVKSO zijn het werk van leerplancommissies, waarin begeleiders, leraren en eventueel externe deskundigen samenwerken.

Op het voorliggende leerplan kunt u als leraar ook reageren en uw opmerkingen, zowel positief als negatief, aan de leerplancommissie meedelen via e-mail ([email protected]) of per brief (Dienst Leerplannen VVKSO, Guimardstraat 1, 1040 Brussel).

Vergeet niet te vermelden over welk leerplan u schrijft: vak, studierichting, graad, licapnummer.

Langs dezelfde weg kunt u zich ook aanmelden om lid te worden van een leerplancommissie.

In beide gevallen zal de Dienst Leerplannen zo snel mogelijk op uw schrijven reageren.


6 Evaluatie

6.1 Algemeen

Onderwijs is niet alleen kennisgericht. Het ontwikkelen van algemene en specifieke attitudes en de groei naar actief leren krijgen een centrale plaats in dit leerplan. Hierbij neemt de leraar naast vakdeskundige de rol op van mentor, die de leerling kansen biedt en methodieken aanreikt om voorkennis te gebruiken, om nieuwe elemen-ten te begrijpen en te integreren.

Evaluatie is een onderdeel van de leeractiviteiten van leerlingen en vindt bijgevolg niet alleen plaats op het einde van een leerproces of op het einde van een onderwijsperiode. Evaluatie maakt integraal deel uit van het leerpro-ces en is dus geen doel op zich.

Evalueren is noodzakelijk om feedback te geven aan de leerling en aan de leraar.

• Door rekening te houden met de vaststellingen gemaakt tijdens de evaluatie kan de leerling zijn leren opti-maliseren.

• De leraar kan uit evaluatiegegevens informatie halen voor bijsturing van zijn didactisch handelen.

Behalve het bijsturen van het leerproces en/of het onderwijsproces is een evaluatie ook noodzakelijk om andere toekomstgerichte beslissingen te ondersteunen zoals oriënteren en delibereren. Wordt hierbij steeds rekening gehouden met de mogelijkheden van de leerling, dan staat ook hier de groei van de leerling centraal.

6.2 Hoe evalueren en rapporteren?

De leraar bevraagt zich over de keuze van de evaluatievormen. Het gaat niet op dat men tijdens de leerfase het onderzoekend leren (het leerproces) benadrukt, maar dat men finaal alleen de leerinhoud (het leerproduct) evalueert. De literatuur noemt die samenhang tussen proces- en productevaluatie assessment.

Bij assessment nemen de actoren van het evaluatieproces een andere plaats in. De meest gebruikte vormen zijn zelfevaluatie (de leerling evalueert zichzelf), co-evaluatie (een evaluerende dialoog tussen leraar en leer-ling(en)) en peerevaluatie (de leerlingen beoordelen elkaar).

Voor het evalueren van vaardigheden en attitudes kan men gebruik maken van attitudeschalen (gebaseerd bv. op de SAM-schaal – zie bibliografie).

Wanneer we willen ingrijpen op het leerproces is de rapportering, de duiding en de toelichting van de evalua-tie belangrijk. Indien men zich na een evaluatie enkel beperkt tot het meedelen van cijfers krijgt de leerling weinig adequate feedback. In de rapportering kunnen de sterke en de zwakke punten van de leerling weergegeven worden. Eventuele adviezen voor het verdere leerproces kunnen ook aan bod komen.

De toelichting moet de leerling ook toelaten om een beter zicht te krijgen op zijn toekomstige studiekeuze. Zo krijgt evaluatie een belangrijke plaats in het oriënterend aspect van dit leerplan. Als op dergelijke manier de eva-luatie wordt aangepakt dan zal steeds het positieve van de leerling benadrukt worden.


7 Minimale materiële vereisten

7.1 Infrastructuur

Een klaslokaal met mogelijkheid tot projectie (overheadprojector of eventueel beamer met computer) is noodza-kelijk. Een pc met internetaansluiting is hierbij wenselijk.

Om onderzoekend leren toe te laten zijn werkvormen zoals zelfstandig werk, experimenteel werk, groepswerk, … aangewezen. Daarom is het noodzakelijk dat voor de realisatie van dit leerplan een wetenschapslokaal wordt voorzien met een demonstratietafel waar zowel water als elektriciteit voorhanden zijn. Hierbij is het wenselijk dat deze voorzieningen ook voor de leerlingen reeds aanwezig zijn.

Het lokaal moet ook kunnen verduisterd worden om opticaproeven te kunnen uitvoeren.

Op geregelde tijdstippen is een vlotte toegang tot een open leercentrum en/of multimediaklas met beschikbaar-heid van pc’s noodzakelijk.

7.2 Uitrusting

De keuze van leerlingenexperimenten wordt mede bepaald door de aanwezigheid van een bepaalde uitrusting op school. We denken hierbij aan meettoestellen, allerlei gadgets, eenvoudige experimenteerbenodigdheden, computers met bijhorende software, …

De uitrusting en de inrichting van de laboratoria dienen te voldoen aan de technische voorschriften inzake ar-beidsveiligheid van de Codex over het welzijn op het werk, van het Algemeen Reglement voor Arbeidsbescher-ming (ARAB) en van het Algemeen Reglement op Elektrische Installaties (AREI).

7.2.1 Basismateriaal

• Volumetrisch glaswerk, statieven, noten, klemmen, tangen, spatels, lepels, roerstaven, driepikkel en draad-net (asbestvrij), reageerbuizen en reageerbuisrekken, passende stoppen, glazen buizen met materiaal om de buizen te versnijden, vlinderopzet (plooien van glazen buizen!), …

• Bunsenbranders en/of elektrische verwarmingstoestellen (verwarmplaat of verwarmingsmantel)

• Snoeren

• Excursiemateriaal zoals vangmateriaal voor organisme, meettoestelletjes, … (indien noodzakelijk voor de realisatie van de verplichte doelstellingen)

7.2.2 Toestellen

• Multimeter en/of A-meter en/of V-meter

• Thermometers (analoog of digitaal)

• Chronometers

• Dynamometers

• Balans

• Regelbare laagspanningsbron (gelijk- en wisselspanning)

• Microscoop (indien noodzakelijk voor de realisatie van de verplichte doelstellingen)


• Optische bank en bijhorende lenzen, spiegels, vergrootglas …

7.2.3 Chemicaliën

• Chemicaliën voor het uitvoeren van demonstratieproeven en leerlingenproeven

• Lijst met R- en S-zinnen en veiligheidspictogrammen

7.2.4 Visualiseren

• Organismen en delen ervan (indien noodzakelijk voor de realisatie van de verplichte doelstellingen)

• Micropreparaten (indien noodzakelijk voor de realisatie van de verplichte doelstellingen)

• Driedimensionale modellen (bv. het oog)

• Molecuulmodellen – roostermodellen van stoffen

• Foto’s, transparanten, dia’s, schema’s, …

7.2.5 ict-toepassingen

• Computer met geschikte software

7.2.6 Tabellen

• Periodiek systeem der elementen

• Determineertabellen

7.2.7 Veiligheid en milieu

Indien men zich bij het experimentele werk beperkt tot ongevaarlijke experimenten met onschadelijke huishoud-producten dan zijn geen speciale veiligheidsvoorzieningen zoals labjas en veiligheidsbril nodig. Indien men echter de leerlingen laat werken met bunsenbrander, schadelijke producten (raadpleeg hierbij ook de COS-brochure – zie bibliografie) e.d. dan moeten de nodige veiligheidsvoorzieningen getroffen worden.

• Voorziening voor correct afvalbeheer bv. afvalcontainertje (5-10 liter) voor afvalwater (voornamelijk zware metalen) en voor organische solventen zoals weergegeven in de COS-brochure

• Voorziening voor afvoer van schadelijke dampen en gassen

• Afsluitbare kasten geschikt voor de veilige opslag van chemicaliën

• EHBO-set

• Brandbeveiliging: brandblusser, branddeken, emmer zand, eenvoudige nooddouche

• Wettelijke etikettering van chemicaliën, lijst met R- en S-zinnen


8 Vakgebonden eindtermen voor natuurwetenschappen tweede graad tso

8.1 Onderzoekend leren

Met betrekking tot een concreet natuurwetenschappelijk of toegepast natuurwetenschappelijk probleem,vraagstelling of fenomeen, kunnen de leerlingen

1 relevante parameters of gegevens aangeven en hierover doelgericht informatie opzoeken.

2 een eigen hypothese (bewering, verwachting) formuleren en aangeven waarop deze steunt.

3 omstandigheden die een waargenomen effect kunnen beïnvloeden inschatten.

4 resultaten van experimenten en waarnemingen afwegen tegenover de verwachte resultaten, rekening hou-dende met de omstandigheden die de resultaten kunnen beïnvloeden.

5 experimenten of waarnemingen in klassituaties met situaties uit de leefwereld verbinden.

6 doelgericht, vanuit een hypothese of verwachting, waarnemen.

7 alleen of in groep waarnemings- en andere gegevens mondeling of schriftelijk verwoorden.

8 alleen of in groep, een opdracht uitvoeren en er verslag over uitbrengen.

9 informatie op elektronische dragers raadplegen en verwerken.

10 een fysisch, chemisch of biologisch verschijnsel of proces met behulp van een model voorstellen en uitleg-gen.

11 in het kader van een experiment een meettoestel aflezen.

12 samenhangen in schema’s of andere ordeningsmiddelen weergeven.

8.2 Wetenschap en samenleving

De leerlingen kunnen

13 voorbeelden geven van mijlpalen in de historische en conceptuele ontwikkeling van de natuurwetenschap-pen en ze in een tijdskader plaatsen.

14 de wisselwerking tussen de natuurwetenschappen, de technologische ontwikkeling en de leefomstandighe-den van de mens met een voorbeeld illustreren.

15 een voorbeeld geven van positieve en nadelige (neven)effecten van natuurwetenschappelijke toepassingen.

16 met een voorbeeld sociale en ecologische gevolgen van natuurwetenschappelijke toepassingen illustreren.

17 met een voorbeeld illustreren dat economische en ecologische belangen de ontwikkeling van de natuurwe-tenschappen kunnen richten, bevorderen of vertragen.


18 met een voorbeeld verduidelijken dat natuurwetenschappen behoren tot cultuur, nl. verworven opvattingendie door meerdere personen worden gedeeld en die aan anderen overdraagbaar zijn.

19 met een voorbeeld de ethische dimensie van natuurwetenschappen illustreren en een eigen standpunt daar-omtrent argumenteren.

20 het belang van biologie of chemie of fysica in het beroepsleven illustreren.

21 natuurwetenschappelijke kennis veilig en milieubewust toepassen bij dagelijkse activiteiten en observaties.

8.3 Attitudes

De leerlingen

22* zijn gemotiveerd om een eigen mening te verwoorden.

23* houden rekening met de mening van anderen.

24* zijn bereid om resultaten van zelfstandige opdrachten objectief voor te stellen.

25* zijn bereid om samen te werken.

26* onderscheiden feiten van meningen of vermoedens.

27* beoordelen eigen werk en werk van anderen kritisch en objectief.

28* trekken conclusies die ze kunnen verantwoorden.

29* hebben aandacht voor het correcte en nauwkeurige gebruik van wetenschappelijke terminologie, symbolen, eenheden en data.

30* zijn ingesteld op het veilig en milieubewust uitvoeren van een experiment.

31* houden zich aan de instructies en voorschriften bij het uitvoeren van opdrachten.

32* hebben aandacht voor de eigen gezondheid en die van anderen.


9 Bibliografie

9.1 Leerboeken, verenigingen en tijdschriften

– Leerboeken biologie, chemie, fysica van diverse uitgeverijen. De leraar zal catalogi van educatieve uitgeve-rijen raadplegen.

– Brochure: Chemicaliën op school, versie januari 2003 - http://ond.vvkso-ict.com/vvksomain/

– VOB (Vereniging voor het Onderwijs in de Biologie, de Milieuleer en de Gezondheidseducatie): http://www.vob-ond.be/

– VELEWE (Vereniging van de leraars in de wetenschappen): http://www.velewe.be/

– MENS: Milieueducatie, Natuur en Samenleving. Milieugericht tijdschrift. C. De Buysscher, Te Boelaerelei 21, 2140 Antwerpen: www.2mens.com

– JIJ EN CHEMIE. Publicaties van de Federatie van de Chemische Nijverheid van België De publicaties zijn gratis te downloaden op: http://www.fedichem.be

– BIO-AKTUEEL. Tijdschrift voor biologieonderwijs met tijdschriftartikels als contexten Katholieke Universiteit Nijmegen, Uitgeverij Ten Brink, Postbus 41, 7940 AA Meppel - Nederland

– EXAKTUEEL. Tijdschrift voor natuurkundeonderwijs met tijdschriftartikels als contexten Katholieke Universi-teit Nijmegen, Uitgeverij Ten Brink, Postbus 41, 7940 AA Meppel - Nederland

– CHEMIE AKTUEEL. Tijdschrift voor scheikundeonderwijs met tijdschriftartikels als contexten Katholieke Universiteit Nijmegen, Uitgeverij Ten Brink, Postbus 41, 7940 AA Meppel – Nederland

– NATUURWETENSCHAP & TECHNIEK www.natutech.nl

– EOS Brugstraat 51, 2300 Turnhout www.eos.be

9.2 Websites

– VVKSO (http://www.vvkso.be)

– Ministerie van Onderwijs (http://www.ond.vlaanderen.be)

– Federatie van de Chemische Nijverheid (http://www.fedichem.be). Op deze website kan men een aantal interessante publicaties bestellen.

– SAM-schaal (attitudemetingen): http://www.o-twee.be/o2/

– www.duurzameontwikkeling.be (portaalsite)

9.3 Uitgaven van pedagogisch-didactische centra en navormingscentra

– Didactische infrastructuur voor het onderwijs in de natuurwetenschappen, VVKSO, Brussel, mei 1993.

– Didactisch materiaal voor het onderwijs in de natuurwetenschappen, VVKSO, Brussel, maart 1996.

– Natuurwetenschappen en ethiek. Dossiers voor de klaspraktijk, VVKSO, Brussel, 1997.

– CENTRUM VOOR DIDACTISCHE VERNIEUWING (CDV), Pius X-instituut, VIIde Olympiadelaan 25, Ant-werpen.

– CNO, Campus Drie Eiken, Universiteitsplein 1, 2610 Wilrijk.


– DINAC, Bonifantenstraat 1, 3500 Hasselt.

– EEKHOUTCENTRUM, Didactisch Pedagogisch Centrum, Universitaire Campus, 8500 Kortrijk.

– PDCL, Naamsesteenweg 355, 3001 Heverlee.

– PEDIC, Coupure Rechts 314, 9000 Gent.

– VLIEBERGH-SENCIECENTRUM KULeuven, Zwarte Zusterstraat 2, 3000 Leuven.

TWEEDE GRAAD TSOond.vvkso-ict.com/leerplannen/doc/Natuurwetenschappen... · 2006. 6. 26. ·...

Documents

Transcript of TWEEDE GRAAD TSOond.vvkso-ict.com/leerplannen/doc/Natuurwetenschappen... · 2006. 6. 26. ·...