NATUURWETENSCHAPPEN TWEEDE GRAAD TSO/KSO LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

Transcriptie

1 NATUURWETENSCHAPPEN TWEEDE GRAAD TSO/KSO LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS VVKSO BRUSSEL Vervangt leerplan D/2010/7841/021 vanaf 1 september 2012 Vlaams Verbond van het Katholiek Secundair Onderwijs Guimardstraat 1, 1040 Brussel

2 Inhoud Situering van het leerplan Beginsituatie Algemene doelstellingen Inleiding Algemene pedagogisch-didactische wenken Geïntegreerde aanpak De wetenschappelijke methode Laboratoriumoefeningen Computergebruik Leerplandoelstellingen, leerinhouden en pedagogisch-didactische wenken Metrologie Materiemodel Kracht, arbeid, energie en vermogen Verfijning materiemodel: atomen en moleculen Classificatie Zintuigen Stofklassen Terreinstudie Chemische reacties Druk Warmteleer in verschillende studierichtingen van de tweede graad tso en kso Handel / Handel-talen (2 uur) Grafische media (2 uur) Grafische communicatie (3 uur) Beeldende en architecturale kunsten (1-2 uur) Beeldende en architecturale vorming (2-3 uur) Audiovisuele vorming (2-3 uur) Fotografie (2-3 uur) Woordkunst-drama (1uur) en Muziek (1uur) Evaluatie Algemeen Hoe evalueren en rapporteren? Minimale materiële vereisten Infrastructuur Uitrusting de graad tso/kso

3 8 Vakgebonden eindtermen voor natuurwetenschappen tweede graad tso en kso de graad tso/kso 3

4 Situering van het leerplan Studierichtingen Pedagogische vakbenaming Administratieve vakbenaming Specifiek gedeelte Handel Handel-talen Grafische media Grafische communicatie Audiovisuele vorming Beeldende en architecturale kunsten Beeldende en architecturale vorming Fotografie Muziek Woordkunst-drama AV /TV Toegepaste natuurwetenschappen 1-2 uur in eerste en tweede leerjaar in Beeldende en architecturale kunsten 2 uur in eerste en tweede leerjaar in Handel, Handel-talen, Grafische media, 2-3 uur in Beeldende en architecturale vorming, Audiovisuele vorming 3 uur in eerste en tweede leerjaar in Grafische communicatie 2-3 uur in eerste en tweede leerjaar Fotografie 1 uur in eerste en tweede leerjaar in Muziek en Woordkunstdrama 4 2de graad tso/kso

5 1 Beginsituatie Alle leerlingen hebben de eerste graad A-stroom voltooid waarbij zij dezelfde basisvorming hebben gekregen. Voor wetenschappen werd hierbij het leerplan gerealiseerd. In de eerste graad A-stroom zijn een aantal grondige wijzigingen doorgevoerd in de wetenschappelijke vorming. Biologie werd vervangen door waarbij er naast de biologische leerlijn ook aandacht is voor de brede wetenschappelijke vorming. Ook aspecten van de niet-levende natuur komen aan bod. We denken hierbij aan het deeltjesmodel en de begrippen energie, kracht, straling. Naast de basisvorming hebben de leerlingen van de eerste graad ook een bepaalde basisoptie gevolgd waarbij bepaalde aspecten werden verkend of uitgediept. Zo hebben sommige leerlingen via de basisopties Moderne wetenschappen of Techniek-wetenschappen reeds ruimer kennis gemaakt met de natuurwetenschappelijke methode. De startende leerling in de tweede graad aso, tso, kso Uit het voorgaande blijkt dat de leerling die start in de tweede graad geen onbeschreven blad is op gebied van natuurwetenschappelijke vorming. We moeten er wel van uit gaan dat er grote verschillen zijn tussen de leerlingen van de tweede graad. Het beheersingsniveau van de individuele leerling, de gekozen basisoptie in de eerste graad, de interesses maken dat de natuurwetenschappelijke voorkennis niet voor alle leerlingen gelijk is. De basisdoelstellingen van het leerplan eerste graad A-stroom leggen echter wel het minimale niveau vast voor alle leerlingen. 2de graad tso/kso 5

6 2 Algemene doelstellingen Bij de algemene doelstellingen wordt met een nummer verwezen naar de vakgebonden eindtermen voor in de tweede graad van het tso en kso. De volledige lijst met de eindtermen is in rubriek 8 opgenomen. 2.1 Inleiding biedt een kader aan om de fysische werkelijkheid te interpreteren door ordenen en verklaren. Dit kader bevat begrippen en modellen, wetten en regels die toelaten om problemen in de fysische werkelijkheid te herkennen en te formuleren en er oplossingen voor te zoeken. Op deze wijze is in essentie een probleemherkennende en -oplossende activiteit. 2.2 De leerlingen moeten tot het besef komen dat de studie van niet wereldvreemd maar betrokken is op de eigen leefwereld. Hiervoor moeten ze de link kunnen leggen tussen enerzijds waarnemingen en experimenten in een klassituatie en anderzijds situaties uit de eigen leefwereld. (5) De leerlingen worden geleidelijk aan meer vertrouwd met de wetenschappelijke methode door: een eigen hypothese te formuleren en te staven; (2) het uitvoeren van laboratoriumoefeningen (8) en door sterk betrokken te zijn bij de demonstratieproeven; doelgericht (vanuit een hypothese of verwachting) waar te nemen; (6) resultaten van experimenten en waarnemingen af te wegen tegenover de verwachte resultaten; (4) factoren die hierbij een invloed kunnen uitoefenen in te schatten; (1, 3, 4) modellen te construeren. (10) waarnemingen of gegevens verkregen door het uitvoeren van experimenten te verwoorden, te verwerken, gepaste conclusies te trekken en hierover verslag uit te brengen; (1, 7, 8) elementaire laboratoriumtechnieken te beheersen zoals het maken van een eenvoudige proefopstelling en het aflezen van meettoestellen; (11) verworven natuurwetenschappelijke kennis verantwoord (veilig en milieubewust) toe te passen; (21) Zo zullen de leerlingen de wetenschappelijke methode hanteren om: chemische, biologische of fysische processen voor te stellen en te verduidelijken; (10) samenhangen weer te geven door te ordenen of te schematiseren; (12) De leerlingen leren de computer en bijbehorende software hanteren voor het verwerven van informatie en het verwerken van gegevens. (1, 9) 2.3 Modellen worden volgens de wetenschappelijke methode opgebouwd, historisch gesitueerd (zoals het ontstaan van een atoommodel) en verder verfijnd. (13) De leerlingen komen tot het besef dat natuurwetenschappen tot cultuur behoren doordat natuurwetenschappelijke opvattingen overgedragen worden. Begrippen zoals atoom, kracht, energie, ecologisch zijn reeds in het dagelijks taalgebruik doorgedrongen. (18) 6 2de graad tso/kso

7 De leerlingen moeten inzien dat wetenschappelijke en de hieruit voortvloeiende technologische ontwikkelingen zowel positieve als negatieve effecten kunnen hebben. (14, 15) Zo heeft inzicht in de begrippen arbeid, vermogen en energie geleid tot betere werktuigen en machines die het comfort van de mens kunnen verbeteren. De milieuproblemen zoals afvalproblemen en luchtvervuiling die o.a. ontstaan bij energieproductie, vormen echter de keerzijde van deze ontwikkelingen. Alternatieve energievormen kunnen hierbij een oplossing bieden. De leerlingen zien in dat ondoordacht ingrijpen op de biosfeer catastrofale gevolgen kan hebben op korte of lange termijn (cf. broeikaseffect, uitputting van grondstoffen en energiebronnen, monoculturen, afvalbergen... maar ook armoede, migratie, verstedelijking, verschuiven van problemen naar toekomstige generaties ). De mens zal moeten leren een duurzame levensstijl aan te nemen. Vele problemen die onze wereld bedreigen zijn een gevolg van onze welvaartsmaatschappij. (16, 17, 19) Het oplossen van duurzaamheidsvraagstukken is een mondiale opgaven waarbij natuurwetenschappelijke inzichten en technologische ontwikkelingen een voorname rol spelen. (14, 17, 19) De leerlingen moeten voldoende basiskennis en inzicht verwerven om geconfronteerd met dergelijke problemen een gefundeerd standpunt, ook op ethisch vlak, te argumenteren. (19) Hieruit moet het belang van het natuurwetenschappenonderwijs voor de algemene vorming blijken. Heel wat beroepen vereisen daarenboven een meer specifieke kennis van natuurwetenschappen. De leerlingen moeten met enkele voorbeelden het belang van natuurwetenschappen in het beroepsleven kunnen illustreren. (20) 2.4 Bepaalde attitudes worden nagestreefd zodat de leerlingen ingesteld zijn om: resultaten objectief en kritisch voor te stellen en de eigen conclusies te verantwoorden; (24*, 27*, 28*) zich correct in een wetenschappelijke taal (terminologie, symbolen, eenheden) uit te drukken; (29*) feiten te onderscheiden van meningen en vermoedens; (26*) een eigen mening te formuleren. (22*) met anderen samen te werken, naar anderen te luisteren, en de eigen mening zo nodig te herzien; (22*, 23*, 25*) De leerlingen zijn ingesteld op het veilig en milieubewust uitvoeren van een experiment. (30*) De leerlingen: hebben aandacht voor de eigen gezondheid en deze van anderen; (32*) houden zich aan de instructies en voorschriften bij het uitvoeren van opdrachten; (31*) interpreteren etiketten op producten (veiligheidszinnen, pictogrammen, concentraties); (30*) dragen indien nodig persoonlijke beschermingsmiddelen: labjas, veiligheidsbril, handschoenen; (30*, 31*, 32*) maken indien nodig gebruik van een trekkast. (30*, 31*, 32*) 2de graad tso/kso 7

8 3 Algemene pedagogisch-didactische wenken 3.1 Geïntegreerde aanpak Het leerplan gaat uit van een geïntegreerde aanpak van de verschillende wetenschapsvakken. Door deze aanpak zien de leerlingen beter de samenhang tussen de verschillende wetenschappelijke disciplines. Het is om pedagogisch-didactische redenen dan ook aangewezen dat één leraar in een bepaald leerjaar dit vak geeft. In het onderdeel Materiemodel komt de geïntegreerde aanpak tussen fysica en chemie duidelijk tot uiting. Het materiemodel vormt uiteindelijk de basis van de studie van chemische verschijnselen. Dit model wordt dan ook uitgebreid in het onderdeel Verfijning materiemodel: atomen en moleculen. Ook heel wat fysische verschijnselen worden met behulp van het materiemodel verklaard. In het onderdeel Classificatie worden zowel biologische als chemische classificatiesystemen bestudeerd. Hierbij wordt eerst algemeen de noodzaak tot classificatie en de bijbehorende classificatiecriteria besproken. Voorbeelden van classificatiesystemen zijn: classificatie van organismen classificatie van elementen classificatie van stoffen In dit onderdeel leren de leerlingen ook tabellen zoals determineertabellen en periodiek systeem van de elementen (PSE) hanteren. Ook schema s, zoekkaarten en allerlei andere ordeningsinstrumenten kunnen hierbij aan bod komen. In het onderdeel Zintuigen komt de integratie tussen biologie en fysica tot uiting bij Licht en Zien. Hier wordt de optica besproken aan de hand van toepassingen uit de biologie. Lichtbreking en lenzen worden behandeld bij de bespreking van het menselijk oog; bij de optische toestellen komen vergrootglas en bril aan bod. Terugkaatsing wordt besproken bij de vlakke spiegel. 3.2 De wetenschappelijke methode Wetenschappen worden gekenmerkt door een zeer specifieke aanpak. De pedagogische waarde van wetenschappen ligt precies in deze zeer eigen aanpak. Een wetenschappelijke uitspraak steunt steeds op onderzoek. De pedagogisch-didactische aanpak in de klas moet dit aspect dan ook weerspiegelen. Het vak mag geen opsomming zijn van feiten of weetjes maar moet de wetenschappelijke methode op het voorplan plaatsen. Het bijbrengen van nieuwe concepten gebeurt meestal aan de hand van waarnemingen. Deze waarnemingen worden verkregen uit experimenten of uit observatie van dagelijkse verschijnselen. In de didactische wenken die horen bij de leerplandoelstellingen (rubrieken 4 en 5) worden de nodige tips gegeven hoe men hierbij tewerk kan gaan. Op basis van de verkregen waarnemingen wordt een mogelijke verklaring gegeven. Deze verklaring wordt indien mogelijk niet docerend aangebracht. Een onderwijsleergesprek waarbij de leerling mee op zoek gaat naar mogelijke verklaringen is hierbij de aangewezen werkvorm. In dit leerplan wordt daarvoor voldoende tijd voorzien om op deze manier te kunnen werken. Een synthese in de vorm van een theoretisch model is veelal het resultaat. Eventueel kunnen dan nog enkele experimenten uitgevoerd worden om de bekomen theorie te bevestigen of juist te ontkrachten. De historische ontwikkeling van het Atoommodel is een mooi voorbeeld van wetenschappelijk onderzoek waarbij het ontwikkelde model voortdurend aangepast wordt aan nieuwe experimentele waarnemingen. 8 2de graad tso/kso

9 3.3 Laboratoriumoefeningen Het organiseren van een practicum kan op verschillende wijzen gebeuren: klassikaal of frontaal practicum (alle groepjes voeren dezelfde proef uit) of circuit- of doorschuifpracticum (de groepjes voeren verschillende proeven uit). De groepjes waarvan sprake bestaan uit twee of maximaal drie leerlingen. Het kan ook zinvol zijn om kleinere laboratoriumopdrachten te voorzien die minder dan één lesuur beslaan. Uiteindelijk is het experimenteren een vorm van actief leren waarbij steeds de experimentele waarnemingen en de voorkennis gebruikt worden om nieuwe inzichten te verwerven. In de literatuur noemt men dit construerend leren. De leraar speelt dan meer en meer de rol van coach die de leerling helpt bij het construeren van nieuwe kennis. De laboratoriumoefeningen dienen in een degelijk uitgerust laboratorium plaats te vinden. De leraar mag per leerstofpunt een keuze maken uit de in de pedagogisch-didactische wenken voorgestelde laboratoriumoefeningen, andere zinvolle proeven die bij de leerstofpunten aansluiten mogen ook uitgevoerd worden. Er wordt steeds op een veilige en verantwoorde manier in het laboratorium gewerkt. Alle verplichte beschermmiddelen moeten in het laboratorium aanwezig zijn, gemakkelijk bereikbaar zijn en indien nodig ook gebruikt worden. Bij de keuze van chemicaliën zal de leraar rekening houden met de aanbevelingen die terug te vinden zijn in de COS-brochure (COS: Chemicaliën Op School de meest recente versie is te downloaden op 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 hangt van vele factoren af zoals o.a. het aantal leerlingen in de klas, infrastructuur van het lab, beschikbaarheid en ligging (t.o.v. het lab) van het computerlokaal, beschikbaarheid van software en de computerconfiguratie. Enkele voorbeelden waarbij de computer gebruikt kan worden: verwerken (berekeningen en grafieken tekenen) van gegevens en meetresultaten met een rekenbladprogramma (overleg met de leraar informatica is hierbij aangewezen); opstellen van een laboratoriumverslag. Er kunnen tekst, figuren en grafieken geïntegreerd worden; maken en geven van een presentatie; animaties en simulaties van verschijnselen; gebruik van elektronische gegevensbanken bv. het opzoeken van informatie. 2de graad tso/kso 9

10 4 Leerplandoelstellingen, leerinhouden en pedagogischdidactische wenken Dit leerplan is geschreven voor verschillende studierichtingen van de tweede graad van het tso en kso. De algemene doelstellingen die gelinkt zijn aan de eindtermen zijn voor al deze studierichtingen dezelfde. Bij de uitwerking van de lessen natuurwetenschappen staan steeds de algemene doelstellingen centraal. In 2 algemene doelstellingen zijn deze ingedeeld in drie groepen nl. onderzoekend leren, wetenschap en samenleving, attitudes. De realisatie van de algemene doelstellingen gebeurt via leerplandoelstellingen en bijbehorende leerinhouden. Hierna wordt een set van leerplandoelstellingen, leerinhouden en bijbehorende didactische wenken aangeboden. Niet al deze leerplandoelstellingen moeten echter in alle studierichtingen gerealiseerd worden. In 5 in de verschillende studierichtingen van de tweede graad tso en kso wordt aangegeven hoe men de algemene doelstellingen in de verschillende studierichtingen kan aanpakken en welke leerplandoelstellingen zeker moeten worden gerealiseerd. De geordende leerplandoelstellingen moeten zeker niet gelezen worden als een chronologische lijn voor de uitwerking in lessen. 4.1 Metrologie LEERPLANDOELSTELLINGEN 1 Bij de behandelde begrippen grootheden en SIeenheden hanteren. 2 Meetresultaten op een correcte wijze noteren, rekening houdend met de nauwkeurigheid van de metingen. 3 Het aantal beduidende cijfers correct interpreteren. 4 Evenredige en omgekeerd evenredige verbanden herkennen vanuit grafieken. LEERINHOUDEN Grootheden, SI-eenheden Meetnauwkeurigheid rechtstreekse metingen Beduidende cijfers 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 Het begrip meetnauwkeurigheid wordt praktisch aangebracht door bv. een voorwerp te laten meten met behulp van een stokmeter, een vouwmeter en een schuifmaat. Leerlingen lezen een correct aantal beduidende cijfers af op een meettoestel. Ze kiezen meettoestellen, volumetrisch glaswerk... in functie van de nauwkeurigheid van de opdracht. 3 Zie wenk bij doelstelling 2. Het is niet de bedoeling om benaderingsregels bij berekeningen te behandelen. 4 Bijzondere aandacht dient besteed te worden aan het benoemen van de assen en de bijbehorende eenheden. Enkel voorbeelden van recht evenredige verbanden worden behandeld. Voor de omgekeerd evenredige verbanden wordt gewacht tot dit begrip later aan bod komt. 10 2de graad tso/kso

11 4.2 Materiemodel LEERPLANDOELSTELLINGEN 5 Het temperatuur(tijd)-diagram interpreteren bij smelten, stollen en koken. LEERINHOUDEN Temperatuur(tijd)-diagram Smeltpunt, stolpunt, kookpunt 6 Het kookverschijnsel kwalitatief beschrijven. Kookverschijnsel 7 De relatie tussen de begrippen massa en volume toelichten en in praktische voorbeelden toepassen. 8 De begrippen zuivere stof, homogeen en heterogeen mengsel omschrijven en in duidelijke gevallen herkennen. 9 De opgeloste stof, het oplosmiddel en de oplossing kunnen aanduiden in concrete voorbeelden van oplossingen. 10 De concentratie-uitdrukkingen massaprocent, massavolumeprocent en volumeprocent toepassen. 11 Verduidelijken dat zuivere stoffen bekomen worden door toepassen van scheidingstechnieken op mengsels. 12 Cohesie en adhesie herkennen in toepassingen en toelichten m.b.v. het deeltjesmodel. Massa, volume, massadichtheid Mengsel en zuivere stof Homogeen en heterogeen mengsel Opgeloste stof, oplosmiddel, oplossing Massaprocent, massavolumeprocent, volumeprocent Scheidingstechnieken Cohesie en adhesie DIDACTISCHE WENKEN 5 Het temperatuur(tijd)-diagrammen bij smelten van ijs en koken van water kan experimenteel afgeleid worden. 6 Het kookverschijnsel wordt experimenteel vastgesteld. Drukafhankelijkheid kan hier besproken worden. 7 Het is aangewezen de leerlingen de massadichtheid van enkele stoffen te laten opzoeken en deze onderling te laten vergelijken. Men moet de leerlingen bijbrengen dat een gas eveneens een massa heeft en dus ook een massadichtheid. Veel leerlingen realiseren zich dat anders niet. Het is verwarrend te zeggen dat ijzer zwaarder is dan water, als er eigenlijk bedoeld wordt dat de massadichtheid van ijzer groter is dan die van water. 8 Men doet de leerlingen inzien dat een zuivere stof gekenmerkt wordt door welbepaalde fysische constanten (smeltpunt, kookpunt, oplosbaarheid, massadichtheid). Experimenteel kan men bijvoorbeeld het smeltpunt van ijs bepalen en nadien het smeltverloop van het mengsel ijs-zout (met grafiek). Bij de studie van de soorten mengsels worden er voorbeelden gegeven uit de leefwereld zoals zeezand, zand in water, olie in azijn (vinaigrette), leidingwater, gedemineraliseerd water, spuitwater, alcoholische dranken, metaallegeringen, melk, mayonaise, lucht 9 Deze begrippen worden best bijgebracht aan de hand van oplossingen die de leerlingen reeds kennen uit het dagelijks leven. Voorbeelden hiervan zijn: bier, wijn, tafelazijn, keukenzoutoplossing. 2de graad tso/kso 11

12 10 Aan de hand van bovenstaande voorbeelden kan men het concentratiebegrip bijbrengen. Begrippen als verdunnen en concentreren zijn eenvoudig bij te brengen. Bij de concentratie-uitdrukkingen gebruikt men enkel massaprocent, massavolumeprocent, volumeprocent. 11 Voorbeelden van scheidingstechnieken waaruit een keuze kan gemaakt worden zijn: destillatie, kristallisatie, decantatie, filtratie, extractie, chromatografie, centrifuge, adsorptie. Hiervoor gebruikt men bij voorkeur voorbeelden in relatie met de leefwereld zoals het zetten van koffie en thee, destillatie en decantatie van wijn, afromen van melk, winning van suiker uit de suikerbiet, winning van zout, raffinage van aardolie, was drogen in een droogkast, sla droog zwieren, afvalwater zuiveren Naast het aanleren van scheidingstechnieken kan men de leerlingen een scheiding laten uitvoeren van een mengsel waarbij ze zelf de scheidingsstrategie bepalen. Volgende experimenten kunnen in aanmerking komen: afvalwater zuiveren, parfum maken uit bloemblaadjes, kleurstoffen uit bladeren halen, olie uit noten Fysische constanten kunnen bepaald worden van zuivere stoffen die men door het scheiden van mengsels verkregen heeft zoals: smeltpunt, kookpunt, oplosbaarheid, massadichtheid. 12 Het is aangewezen ook in te gaan op het samenspel van cohesie en adhesie bij de meniscus van een vloeistof aan de rand van het vat. Bij heel smalle buisjes treedt dan capillaire opstijging of neerdrukking op. MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Bepalen van de dichtheid van regelmatige lichamen, vloeistoffen en onregelmatige lichamen. Bepalen van het smeltpunt, stolpunt of kookpunt van water en mogelijke invloeden hierop. Scheidingstechnieken voor heterogene mengsels. Scheidingstechnieken voor homogene mengsels. 4.3 Kracht, arbeid, energie en vermogen Massa, zwaartekracht en gewicht LEERPLANDOELSTELLINGEN 13 Voorbeelden geven dat krachten zowel vervorming als verandering van bewegingstoestand kunnen veroorzaken. 14 Kracht als vectoriële grootheid omschrijven en voorstellen in een figuur van een concrete situatie. LEERINHOUDEN Kracht als oorzaak van vervorming en als oorzaak van verandering van bewegingstoestand Vectorvoorstelling van een kracht 15 Een kracht meten met een dynamometer. Meten van krachten met een dynamometer (eenheid: newton N) 16 Uit de massa van een voorwerp, de zwaartekracht op dat voorwerp bepalen. 17 Het begrip gewicht omschrijven en het onderscheid met massa en zwaartekracht aangeven. Massa en zwaartekracht Massa, zwaartekracht en gewicht DIDACTISCHE WENKEN 13 Op het eind van het tweede leerjaar van de eerste graad hebben de leerlingen beperkt kennis gemaakt met het begrip kracht. 12 2de graad tso/kso

13 In het leerplan van de eerste graad vinden we onderstaande leerplandoelstelling: Uit experimentele en technische toepassingen afleiden dat de vorm- en/of snel-heidsverandering van een voorwerp veroorzaakt wordt door de inwerking van een kracht en afhangt van de grootte van die kracht. (B62) In de tweede graad wordt het krachtbegrip uitgebreid bij verandering van bewegingstoestand. Als een kracht werkt op een voorwerp, kan dat leiden tot een vervorming van dit voorwerp (uitrekking van een veer of een elastiek, een deuk in een auto bij een botsing ) of tot een verandering van bewegingstoestand (de opslag van een tennisser, de keeper die de bal stopt voor zijn doel ). De kracht zelf kan je niet vastnemen of zien. De kracht wordt wel zichtbaar door de uitwerking van die kracht op het voorwerp: de uitgerekte veer of elastiek en de deuk in de auto zijn voorbeelden van de statische uitwerking; de tennisbal in het veld en de bal in de handen van de keeper zijn voorbeelden van de dynamische uitwerking van die kracht. 14 Het is belangrijk om te weten op welk lichaam de kracht werkt (het aangrijpingspunt). De ervaring leert dat leerlingen de kenmerken richting en zin dikwijls door elkaar gebruiken. Het is dus van belang om deze goed te omschrijven. Naast vectoriële grootheden bestaan ook scalaire grootheden; deze hebben alleen een grootte. Voorbeelden zijn lengte, tijd, massa... deze grootheden zijn volledig bepaald door een getal en een eenheid. 15 Er bestaan verschillende dynamometers op de markt, naargelang het gewenste meetgebied: met soepele veer voor kleine krachten en die met stugge veer voor grote krachten. 16 De zwaartekracht is een veldkracht: ze werkt van op afstand. Met de dynamometer kan aangetoond worden dat de zwaartekracht op een voorwerp recht evenredig is met de massa van dit voorwerp. De waarde van het constant quotiënt F z /m karakteriseert de sterkte van dit veld. Die constante (evenredigheidsfactor) wordt voorgesteld door g (F z = m.g). De eenheid van g is de N/kg. We noemen g de zwaarteveldsterkte. 17 Zwaartekracht en gewicht (= kracht van een lichaam op zijn ondersteuning of ophanging) zijn even groot, maar hebben een verschillend aangrijpingspunt. Dit is echter alleen zo als de bewegingstoestand van het lichaam niet verandert, als het lichaam in rust is. Een vallend lichaam heeft geen ondersteuning en is dus gewichtsloos, maar er werkt wel zwaartekracht op. Interessante voorbeelden zijn te vinden bij kermisattracties. Astronauten in een shuttle zijn gewichtsloos, omdat ze rond de aarde vallen. Als astronauten op de maan komen dan is hun massa nog steeds dezelfde maar de zwaartekracht die op hen werkt is kleiner. Daardoor is hun gewicht ook kleiner. MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Afleiden van het verband tussen zwaartekracht en massa d.m.v. metingen met dynamometer. Wet van Hooke Arbeid, energie en vermogen in het dagelijkse leven LEERPLANDOELSTELLINGEN 18 Het begrip arbeid gebruiken en in een aantal concrete situaties in het dagelijkse leven toelichten. 19 Arbeid berekenen bij een constante kracht die evenwijdig is met de verplaatsing en dit betrekken op algemene voorbeelden uit het dagelijkse leven. 20 In concrete situaties het begrip vermogen gebruiken en berekenen. LEERINHOUDEN Arbeid Arbeid verricht door een constante kracht Vermogen 21 De wet van behoud van energie formuleren. Wet van behoud van energie 2de graad tso/kso 13

14 DIDACTISCHE WENKEN 18 Als leerlingen hun zware boekentas opheffen en in hun hand stilhouden zullen zij erover klagen dat dit toch wel heel lastig is en dat dit veel arbeid van hen vergt. Als de leerkracht wetenschappen hen dan vertelt dat zij op dat moment geen fysische arbeid leveren, wordt dit toch wel op ongeloof onthaald. In de wetenschappen is er immers een verplaatsing nodig om te kunnen spreken van arbeid. Dus pas als de leerlingen hun boekentas hoger heffen, zullen zij arbeid verrichten. 19 Er worden enkel voorbeelden behandeld waarbij de verplaatsing evenwijdig is met de richting van de krachtvector. Hierbij komt een nieuwe eenheid aan bod, namelijk de joule (J = N.m). 20 Als twee leerlingen met gelijke massa een helling oplopen dan moeten zij eenzelfde arbeid verrichten. Als leerling 1 sneller boven is dan leerling 2 dan levert leerling 1 een grotere prestatie. Aan de leerlingen moet men duidelijk maken dat de tijdsduur waarin een arbeidsprestatie geleverd wordt ook belangrijk is. Als wij deze tijdsduur in rekening nemen ontstaat een nieuwe grootheid, namelijk het vermogen als de arbeid per tijdseenheid. De eenheid van vermogen is de watt (W= J/s). 21 Het energiebegrip en energieomzettingen kwamen reeds aan bod in de eerste graad in het vak. Ook voeding als energiebron kwam hierbij uitgebreid aan bod. We bouwen in de tweede graad verder op deze begrippen om te komen tot de energiebehoudswet. Energie kan niet gemaakt of vernietigd worden. Het enige dat gebeurt is dat energie van de ene in de andere energievorm omgezet wordt. Dit is het beginsel van het behoud van energie. Energie kan natuurlijk ook wel eens in een niet bruikbare energievorm omgezet worden. Bij een auto wordt het grootste deel van de chemische energie in thermische energie omgezet; slechts een klein deel wordt omgezet in bewegingsenergie. Bij een gloeilamp wordt een deel van de elektrische energie omgezet in stralingsenergie, maar ook in (niet bruikbare) thermische energie. MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Bepaling van mechanische of elektrische arbeid Spieren en spierwerking LEERPLANDOELSTELLINGEN 22 Uit waarnemingen aantonen dat beweging door samentrekking van spieren totstandkomt. 23 De macroscopische en de microscopische delen van een spier beschrijven en benoemen. 24 Enkele voorbeelden van structuren opnoemen die gestreept of glad spierweefsel bevatten. LEERINHOUDEN Samentrekking van spieren Bouw van spieren Gestreept glad spierweefsel 25 Verwoorden hoe spierwerking totstandkomt. Inkorten van spierfibrillen in spiervezels 26 Aantonen dat antagonistische spieren tegenovergestelde bewegingen mogelijk maken. Agonisten en antagonisten DIDACTISCHE WENKEN 22 Door een werkende skeletspier (bv. de biceps) te betasten wordt vastgesteld dat beweging van ledematen ontstaat door samentrekking. Ook bewegingen in het lichaam zoals het kloppen van het hart, peristaltiek of adembeweging worden als spierbeweging verklaard. 14 2de graad tso/kso

15 23 De macroscopische delen van een spier kunnen via demo s op internet of cd-rom of via eigen waarnemingen aangebracht worden. Voor de microscopische studie kunnen preparaten bekeken worden. 24 Zie wenk De microscopische waarnemingen worden gebruikt om de spiercontractie te verduidelijken. Ook animaties (cd-rom, internet, video) kunnen dit ondersteunen. Hierbij moet zeker de link worden gelegd met de begrippen kracht, arbeid en energie. 26 De functie van antagonistische spieren kan uit waarnemingen op het lichaam of via animaties afgeleid worden. Hierbij wordt benadrukt dat spieren enkel actief kunnen verkorten, maar niet actief kunnen verlengen. Er moet zeker de link worden gelegd met de begrippen kracht, arbeid, en energie. 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 worden. Ontrafelen van de vezels van dwarsgestreept spierweefsel: bv. gekookt vlees: macroscopische waarneming: pezen, spierbundels, spiervezels, bindweefselscheden; microscopische waarneming (eventueel na kleuring). De vezels kunnen vergeleken worden met microscopische preparaten, histologische foto s (bv. via cd-rom, internet), micropreparaten Spierwerking fysisch bekeken: kracht, arbeid, energie (uithoudingsvermogen). 4.4 Verfijning materiemodel: atomen en moleculen LEERPLANDOELSTELLINGEN 27 In een gegeven deeltjesmodel moleculen aanduiden en deze herkennen als een groepering van atomen. 28 Een atoom beschrijven als samengesteld uit protonen, neutronen, elektronen en hun plaats binnen het atoom omschrijven. 29 Een element omschrijven als een atoomsoort bepaald door het aantal protonen per atoom zoals weergegeven door het atoomnummer en voorgesteld door een eigen chemisch symbool. 30 Een historisch overzicht van de evolutie van het atoommodel van Dalton tot het atoommodel van Bohr weergeven. LEERINHOUDEN Moleculen - atomen Monoatomisch - polyatomisch Samenstelling van het atoom Element Chemisch symbool Evolutie van het atoommodel Elektronenconfiguratie DIDACTISCHE WENKEN 27 Met behulp van eenvoudige molecuulmodellen de begrippen molecule en atoom bijbrengen. Met eenvoudige voorbeelden worden de begrippen monoatomische en polyatomische moleculen ingevoerd. 2de graad tso/kso 15

16 28 Bij de beschrijving van het atoom is het belangrijk in te gaan op de omvang van kern en elektronenmantel om hiermee aan te geven dat het atoom erg ijl is. We benadrukken dat de chemische reacties het gevolg zijn van een herschikking van de bezetting van de elektronenmantel en dat de atoomkernen in een chemische reactie onberoerd blijven. 29 Hier kunnen een aantal symbolen van veel gebruikte elementen worden aangeleerd. Het is belangrijk te benadrukken dat de regels voor het schrijven van symbolen zeer strikt zijn. 30 Bij de bespreking van de atoommodellen van Dalton, Thomson, Rutherford en Bohr is het belangrijk om aan te geven dat elk model de kennis van hun tijd weerspiegelt. Telkens als nieuwe experimentele gegevens aan het licht kwamen die het heersende model tegenspraken, moest het model worden aangepast: dit is de essentie van het wetenschappelijk denken. Men kan aangeven dat het atoommodel nog steeds wordt aangepast maar dat het in het kader van de schoolse kennis niet nodig is om de meest recente versie te kennen. Het begrip elektronenconfiguratie wordt ingevoerd als manier om te beschrijven hoe de elektronen in een atoom verdeeld zijn over de verschillende schillen. Het is voldoende enkel de hoofdenergieniveaus te bespreken. 4.5 Classificatie Inleiding: classificatie in de wetenschappen LEERPLANDOELSTELLINGEN 31 Noodzaak en voorbeelden van classificatiesystemen bespreken en hanteren. 32 Inzien dat classificatie veelal teruggaat op algemeen aanvaarde criteria. LEERINHOUDEN Classificatiesystemen Criteria voor classificatie DIDACTISCHE WENKEN 31 Aan de hand van (aangeboden) indelingssystemen van bijvoorbeeld gesteenten, planten moet duidelijk zijn dat een algemeen geldend classificatiesysteem noodzakelijk is, omdat er anders geen éénduidigheid is. De leerlingen kunnen een eenvoudige dichotome tabel, determineertabel of zoekkaart gebruiken om organismen op naam te brengen. 32 Dit kan gebeuren aan de hand van voorbeelden uit diverse wetenschappen (rangschikking van organische verbindingen, gesteenten, planten ) Classificatie van organismen LEERPLANDOELSTELLINGEN 33 Vaststellen dat bepaalde organismen meer onderlinge overeenkomsten vertonen dan andere. 34 Uit overeenkomsten en verschillen tussen organismen criteria kiezen waardoor een indeling bekomen wordt. LEERINHOUDEN Overeenkomsten tussen organismen Criteria voor indeling van organismen 16 2de graad tso/kso

17 35 De lagere taxonomische niveaus (orde, familie, geslacht, soort) aan de hand van voorbeelden aangeven. 36 Een systematische indeling van levende organismen in het vijfrijkensysteem op basis van eenduidige criteria weergeven. 37 Op basis van kenmerken het plantenrijk en het dierenrijk indelen. 38 Eenvoudige determineertabel van planten of dieren hanteren. Orde, familie, geslacht, soort Vijfrijkensysteem Indeling plantenrijk en dierenrijk Determineertabel van planten of dieren DIDACTISCHE WENKEN 33 Een goed voorbereide excursie met doelgerichte opdrachten kan een ideale aanloop zijn om het belang van classificatie aan te voelen. De observatie zal gericht zijn op het herkennen van morfologische gelijkenissen en verschillen tussen organismen. Deze doelstelling kan ook bereikt worden bij het onderdeel Terreinstudie. 34 Uit de waarnemingen van bijvoorbeeld een terreinwerk (bv. wegberm, vijver, bos), opgezette dieren, aangebracht levend materiaal (bv. planten)... groeperen de leerlingen zelf de aangetroffen organismen volgens zelf gekozen en duidelijk omschreven normen. 35 Uit de verwerkte gegevens van de excursie (eventueel aangevuld met bijkomend materiaal) worden de kenmerken vastgesteld die de plaatsing in de taxonomische niveaus verantwoorden. 36 Als synthese worden de bestudeerde organismen in het vijfrijkensysteem geclassificeerd. De synthese wordt verder aangevuld met een eenvoudige indeling van het planten- en dierenrijk. 37 zie wenk Bij de biotoopstudie kunnen eenvoudige determineertabellen of zoekkaarten voor het determineren van zoetwaterdieren, ongewervelde bodemdieren... of eenvoudige flora s (eventueel op cd-rom) gebruikt worden. Op deze manier kan de indeling van 1 of meer groepen uit het planten- en of dierenrijk verder bekeken worden. 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 (cdrom), een excursie naar een dierentuin Microscopisch onderzoek van cellen (ui, waterpest, mos, wangcellen, schimmel, ééncellige, bacteriën en blauwwieren) voor indeling van de organismen in vijf rijken (vijfrijkensysteem van Whittaker). 2de graad tso/kso 17

18 4.5.3 Classificatie van stoffen PSE LEERPLANDOELSTELLINGEN 39 De periodiciteit weergeven voor de elementen van de hoofdgroepen van het PSE. 40 De plaats van een element verklaren aan de hand van de elektronenconfiguratie en omgekeerd. LEERINHOUDEN Periodiciteit en hoofdgroepen Metalen, niet-metalen, edelgassen Perioden en groepen in PSE DIDACTISCHE WENKEN 39 Het periodiek systeem wordt beschreven als een ordening van de elementen om inzicht te krijgen in de opbouw en de eigenschappen van de atomen van de elementen. De inbreng van Mendeljev kan in een historisch kader geplaatst worden maar men dient te vermijden om over 'de tabel van Mendeljev' te spreken. De plaats van een element in het PSE levert direct belangrijke informatie. Men kan aangeven dat deze regels strikt gevolgd worden door de a-elementen, veel minder door de b-elementen en maar zeer beperkt door de c-elementen. De plaats waar op het PSE de metalen, niet-metalen en edelgassen te vinden zijn wordt aangegeven zonder in te gaan op de chemische betekenis van deze begrippen. 40 Aan de hand van eenvoudige regels wordt de elektronenconfiguratie van de eerste 18 elementen opgesteld. Het is belangrijk om aan te geven dat voor het opstellen van elektronenconfiguratie van de overige elementen er nog andere (ingewikkelder) regels moeten worden gehanteerd. Er wordt aangeleerd hoe men het PSE kan gebruiken om de elektronenconfiguratie af te leiden. Dit is nuttig bij de chemische binding. Enkelvoudige en samengestelde stoffen LEERPLANDOELSTELLINGEN 41 Enkelvoudige en samengestelde stoffen onderscheiden op basis van hun chemische formule. 42 Enkelvoudige stoffen indelen in metalen, nietmetalen en edelgassen. 43 Betekenis begrijpen van de termen organische stof en anorganische stof en de alternatieve benamingen koolstofverbinding en minerale verbinding. 44 Het criterium voor de indeling in verbindingsklassen verwoorden. LEERINHOUDEN Chemische formule van een stof Enkelvoudige en samengestelde stoffen Metalen, niet-metalen, edelgassen Koolstofverbindingen en minerale verbindingen Verbindingsklassen DIDACTISCHE WENKEN 41 De chemische formule van een stof wordt aangebracht als de beschrijving in chemisch tekenschrift van de molecule van de stof. 18 2de graad tso/kso

19 Het is belangrijk in te gaan op de mogelijke verwarring wanneer een enkelvoudige stof dezelfde naam heeft als het element en dat de context dan moet uitmaken waar de gebruikte naam op slaat. Aan de hand van enkele voorbeelden kan men aangeven dat er meer enkelvoudige stoffen zijn dan elementen. Ook kan ingegaan worden op de (misleidende) formuleringen zoals het 'calcium in melk' en het 'ijzergehalte' in bloed. 42 Aan de hand van enkele voorbeelden kan men deze indeling concretiseren. Als men het periodiek systeem behandelt kan men deze indeling verduidelijken. 43 De naam 'organische verbinding' werd in het verleden ingevoerd voor stoffen die uitsluitend door organismen werden gevormd. Daar men de meeste organische verbindingen nu door synthese kan bekomen en ze allemaal koolstof bevatten, zou men de naam organische verbinding beter vervangen door 'koolstofverbinding'. De stoffen uit de levenloze natuur zou men beter de naam 'minerale verbindingen' geven i.p.v. anorganische verbindingen. Om historische redenen gebruikt men de verschillende termen door elkaar. 44 Gezien het grote aantal koolstofverbindingen en minerale verbindingen heeft men op basis van overeenkomsten van de chemische eigenschappen de minerale verbindingen opgedeeld in vier verbindingsklassen (men kan de namen al invoeren) en een zeer groot aantal organische verbindingsklassen (men kan hier ook een paar voorbeelden geven). MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Enkele synthese- en analysereacties. Aantonen van koolstof als gemeenschappelijk element in organische verbindingen door middel van verbranding. 4.6 Zintuigen Inleiding LEERPLANDOELSTELLINGEN 45 Uit concrete voorbeelden een inhoud geven aan de begrippen reactie, prikkel, zintuig. LEERINHOUDEN Reactie, prikkel, zintuig DIDACTISCHE WENKEN 45 Uit waarnemingen of vroegere ervaringen kan de prikkelbaarheid van mensen, dieren en planten afgeleid worden. Uit concrete voorbeelden wordt de inhoud voor de begrippen reactie, prikkel en zintuig gedefinieerd. MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN Onderzoek van de reactie van pissebedden op vocht, warmte, licht Onderzoek van de reactie van watervlooien op licht 2de graad tso/kso 19

20 4.6.2 Licht en Zien Rechtlijnige voortplanting van het licht LEERPLANDOELSTELLINGEN 46 De rechtlijnige voortplanting van licht in een homogeen midden aantonen. 47 De drie soorten lichtbundels herkennen, benoemen, tekenen en omschrijven. 48 Schaduwvorming verklaren als een toepassing van de rechtlijnige voortplanting van het licht. 49 De begrippen verstrooiing, terugkaatsing en breking aantonen. 50 De begrippen grensvlak, invallende straal, invalspunt, normaal, invalshoek, terugkaatsinghoek, teruggekaatste straal, gebroken straal en brekingshoek kunnen omschrijven. 51 De stralengang schetsen bij overgang van optisch ijl naar optisch dicht en omgekeerd. LEERINHOUDEN Rechtlijnige voortplanting van licht Evenwijdige, convergerende en divergerende lichtbundels Schaduwvorming Verstrooiing, terugkaatsing en breking Terugkaatsing en breking: grensvlak, invallende straal, invalspunt, normaal, invalshoek, terugkaatsinghoek, teruggekaatste straal gebroken straal, brekingshoek Stralengang bij lichtbreking DIDACTISCHE WENKEN 46 De rechtlijnige voortplanting van licht kan men aantonen met een eenvoudig proefje. Je kunt ook vermelden dat lichtbundels geen bocht maken. Het principe van camera obscura kan ook besproken worden. 47 Aan de hand van dagdagelijkse voorbeelden kan men de drie soorten lichtbundels aanbrengen: het licht van de autolamp (een divergerende lichtbundel), een loep (convergerende lichtbundel) en een laserstraal (evenwijdige lichtbundel). 48 Als er een lichaam in een lichtbundel terechtkomt, kan het licht zich niet om het lichaam heen voortplanten en ontstaat een onverlichte ruimte die schaduw wordt genoemd. Een puntvormige lichtbron zorgt alleen voor kernschaduw en andere lichtbronnen zorgen voor bijschaduw naast de kernschaduw. 49 Het licht door een lichtbron uitgezonden wordt verstrooid door allerlei voorwerpen en stofdeeltjes zodat meerdere leerlingen gelijktijdig het licht kunnen waarnemen. Gebruik van spuitbus voor het zichtbaar maken van laserstralen. De terugkaatsing van licht kan geïllustreerd worden met de fietsreflector. Het licht uit een autolamp valt in op de reflector en wordt teruggekaatst naar de auto; zo kan de bestuurder de fiets waarnemen. 50 Men kan het verloop van een lichtstraal die schuin invalt op een glazen halfcilindrisch lichaam demonstreren met een optische schijf en deze elementen laten waarnemen. De grootte van de brekingshoek is afhankelijk van de soort stof waar de lichtstraal in terechtkomt. De brekingsindex (stofconstante) is hiervoor een maat. Er kan hier verwezen worden naar de eigenschappen van diamant (stof met grootste brekingsindex). 51 Volgens het deeltjesmodel van de verschillende aggregatietoestanden kan je afleiden dat de moleculen van een vloeistof (bv. water) of een vaste stof (bv. glas) dichter bij elkaar liggen dan bij een gas (bv. lucht). We noemen vaste stoffen en vloeistoffen optisch dichtere stoffen dan een gas (optisch ijl). 20 2de graad tso/kso

21 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 kopspeld... Beeldvorming en oog LEERPLANDOELSTELLINGEN 52 Uitwendige en inwendige delen van een oog benoemen. LEERINHOUDEN Het oog 53 Het zien van licht en kleur verklaren. Netvlies, kegeltjes, staafjes Kleurenblindheid 54 De functies van de belangrijkste macroscopische delen van een oog vergelijken met de delen van een camera obscura en fototoestel. 55 Het beeld construeren dat door een bolle lens gevormd wordt. 56 Bij wisselende voorwerpsafstanden, de beeldvorming op het oog beschrijven en tekenen. 57 Uit waarnemingen de betekenis van het binoculair zien en de grootte van het gezichtsveld bij mens en dier omschrijven. 58 Een eenvoudige beschrijving van enkele optische toestellen geven en de beeldvorming beschrijven en tekenen. 59 Aantonen dat het eigenlijk zien een proces is dat in de hersenen gebeurt. Oog, camera obscura en fototoestel Bolle lens: beeldvorming Beeldvorming bij oog Binoculair Gezichtsveld Optische toestellen: vergrootglas, bril Reëel en virtueel beeld Zien en hersenactiviteit Optisch bedrog DIDACTISCHE WENKEN 52 Om de uitwendige en inwendige delen van het oog te benoemen kan men gebruik maken van een model en een schets. 53 Nachtblindheid kan hier ook aan bod komen, evenals het verschil in de samenstelling van het netvlies bij dag- en nachtdieren. 54 Het gebruik van een model van het oog en een eenvoudig fototoestel zijn hier aangewezen. 55 Het is belangrijk dat leerlingen inzien dat lichtstralen afkomstig van één voorwerpspunt divergeren en na doorgang door een bolle lens de stralen tot één beeldpunt moeten convergeren om een scherp beeld te krijgen. 2de graad tso/kso 21

22 56 Men kan een vergelijking maken tussen het scherpstellen bij het oog en het fototoestel. 57 Elk oog bekijkt een voorwerp onder een andere hoek: daardoor ontstaat dieptezicht. Eén oog wordt scherp gesteld op het voorwerp en het andere bekijkt de achtergrond. Dit dieptezicht wordt groter naarmate de gezichtsvelden van beide ogen elkaar meer overlappen. Katten hebben bv. een groter dieptezicht dan konijnen, omdat de overlapping van beide ogen groter is. Ervaring is minstens even belangrijk bij het dieptezicht: als je de grootte van de voorwerpen kent, kan je de afstand schatten. Een klein kind zal een vliegtuig in de lucht immers eerder als klein dan als veraf zien. 58 Bij de optische toestellen kan men de bril en het vergrootglas bespreken. Bij de bespreking van de bril kunnen de begrippen bijziendheid en verziendheid aangebracht worden. 59 Men kan via eenvoudige voorbeelden aantonen dat de hersenen beeldcorrecties doorvoeren. In tekeningen zie je soms ook twee verschillende dingen. Kijken doe je met de ogen, zien met de hersenen. 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 LEERPLANDOELSTELLINGEN 60 De drie terugkaatsingwetten weergeven en toepassen. 61 Het beeld construeren dat bij een vlakke spiegel gevormd wordt en de eigenschappen van dit beeld weergeven. LEERINHOUDEN Terugkaatsingwetten Vlakke spiegel en beeldvorming Virtueel beeld DIDACTISCHE WENKEN 60 Terugkaatsing van licht kan aangebracht worden door de werking van een vlakke spiegel uit te leggen. 61 Het begrip virtueel beeld komt hier duidelijk tot uiting. 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 andere kant wat doorzichtig. De eerste kaars steek je aan en je plaatst de tweede kaars op de plaats waar het beeld zich zou bevinden Horen LEERPLANDOELSTELLINGEN 62 Uit waarnemingen afleiden dat geluid zich voortplant in een middenstof. LEERINHOUDEN Geluid 22 2de graad tso/kso

23 63 Op een model of schets de delen van het menselijke oor benoemen en de functies aangeven. 64 Inzien dat het eigenlijke horen een proces is dat in de hersenen gebeurt. 65 Beschrijven hoe het menselijke evenwicht totstandkomt. Het menselijke oor: delen en functies De gehoorzenuw Menselijk evenwicht DIDACTISCHE WENKEN 62 Geluiden worden veroorzaakt door een trillend voorwerp. De middenstof wordt afwisselend samengedrukt en ontspannen en zo ontstaat een drukgolf, die zich door de middenstof verspreidt. De noodzaak van een middenstof kan geïllustreerd worden met een bel te laten rinkelen onder een vacuümstolp. Het is belangrijk dat de leerlingen inzien dat zo een trilling alleen dan geluid is als ze door een organisme wordt waargenomen. Geluid plant zich voort door lucht, water of vaste stoffen. Men kan hier gebruik maken van twee stemvorken: men kan één stemvork aanslaan en dan na een tijdje deze stemvork vastnemen. Men hoort dan nog alleen de tweede stemvork trillen. Men kan ook werken met de snaren van een gitaar. Vleermuizen vermijden hindernissen en lokaliseren hun prooien door ultrasone trillingen uit te zenden en ze, na weerkaatsing, terug op te vangen (sonar). Walvissen gebruiken ultrasone trillingen in het water en ook duikboten werken met dit systeem. Als vaste middenstof kan men denken aan de trillende gehoorbeentjes in ons middenoor, de trillingen die zich voortplanten langs een buis of een spoorrail. Men kan ook ingaan op de frequentie en de intensiteit van een geluidsgolf. 63 Om de uitwendige en inwendige delen van het oor te benoemen kan men gebruik maken van een model en een schets. 64 Luchttrillingen worden door onze oorschelpen opgevangen en naar het trommelvlies geleid. Deze laatste trilt mee en doet de gehoorbeentjes trillen. Deze trilling wordt doorgegeven aan de vloeistof binnen het slakkenhuis in ons binnenoor. Deze drukgolf door de vloeistof doet het basaal membraan meetrillen door resonantie. Een bepaald deel van dit membraan zal meetrillen en op die plaats worden de wimpers van de zintuigcellen tegen het dekmembraan gebogen. In deze zintuigcellen ontstaan veranderingen, die zenuwimpulsen doen ontstaan in de gehoorzenuw. Deze pulsen worden dan naar het gehoorcentrum in de hersenen gebracht en daar verwerkt: wij horen. Dit kan verduidelijkt worden met een voorbeeld zoals: Een foetus vangt prikkels op maar zal ze niet horen zolang de hersenen onvolgroeid zijn. Men kan ook even ingaan op mogelijke beschadigingen van het gehoororgaan (langdurige blootstelling aan te sterke geluiden, middenoorontstekingen of erfelijke aandoeningen). 65 Men kan hier ingaan op het effect dat ontstaat als een auto plots versnelt of afremt, of een plotse draai neemt. Volgens de wet der traagheid moet een vloeistof bij een verandering opnieuw zijn evenwicht gaan zoeken. Dit duurt een tijdje. Als de persoon zelf de beweging niet ziet, op een boot op zee, krijgen de hersenen verkeerde info via de ogen en is hier ook het evenwicht verstoord. Dit kan zeeziekte veroorzaken. Ook een lift die snel opwaarts of neerwaarts gaat, kan voor evenwichtsproblemen zorgen. 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). 2de graad tso/kso 23