BIOLOGIE TWEEDE GRAAD TSO PLANT-, DIER- EN MILIEUTECHNIEKEN LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS September 2003 LICAP BRUSSEL
BIOLOGIE TWEEDE GRAAD TSO PLANT-, DIER- EN MILIEUTECHNIEKEN LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS LICAP BRUSSEL September 2003 (Vervangt D/2001/0279/049) Vlaams Verbond van het Katholiek Secundair Onderwijs Guimardstraat 1, 1040 Brussel
Het leerplan in deze brochure is bestemd voor: TV Landbouw/Toegepaste natuurwetenschappen/tuinbouw voor de studierichting: '' - 2de graad TSO 1ste leerjaar: 2 uur/week 2de leerjaar: 2 uur/week 2de graad TSO 3
Inhoud 1 BEGINSITUATIE...7 1.1 Feitenkennis...7 1.2 Inzichten...7 1.3 Vaardigheden...7 2 ALGEMENE DOELSTELLINGEN...8 2.1 Kennis...8 2.2 Vaardigheden...8 2.3 Attitudes...9 3 ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN...10 4 OVERZICHT LEERINHOUDEN...11 4.1 Organismen krijgen informatie over hun omgeving (16 uur)...11 4.2 Reactie van organismen op prikkels uit hun omgeving (9 uur)...11 4.3 Coördinatie van reacties op prikkels (16 uur)...11 4.4 Morfologie (15 uur)...11 4.5 Terreinstudie (4 uur)...12 4.6 Classificatie (22 uur)...12 4.7 Relaties tussen organismen onderling (10 uur)...13 4.8 Relaties tussen organismen en hun milieu (8 uur)...13 5 LEERINHOUDEN, LEERPLANDOELSTELLINGEN, PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN...13 5.1 Organismen krijgen informatie over hun omgeving...13 5.2 Reactie van organismen op prikkels uit hun omgeving...19 5.3 Coördinatie van reacties op prikkels...22 5.4 Morfologie...25 5.5 Terreinstudie...26 5.6 Classificatie...28 5.7 Relaties tussen organismen onderling...34 5.8 Relaties tussen organismen en hun milieu...37 6 EVALUATIE...39 7 MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN...40 8 BIBLIOGRAFIE...41 9 LIJST VAN DE GEMEENSCHAPPELIJKE EINDTERMEN VOOR WETENSCHAPPEN...44 2de graad TSO 5
1 BEGINSITUATIE In de eerste graad hebben de leerlingen in het vak Biologie en in het vak Agrarische technieken uit de basisoptie 'Agro- en biotechnieken' een zekere feitenkennis, een aantal inzichten en vaardigheden verworven. Daarbij hebben zij een zekere attitude verworven in verband met milieu en gezondheid. Na de uitwerking van het leerplan Biologie van de eerste graad dienen verworven te zijn: een zekere feitenkennis, een aantal inzichten, vaardigheden. De mate waarin dit door de leerplannen werd voorgeschreven, is hieronder weergegeven. Bij de uitwerking van het leerplan van de eerste graad bestaan grote verschillen: het al dan niet gebruiken van een handboek, het soort handboek, de gebruikte methodiek... Daarom is het ten stelligste aan te raden om de leraars van de eerste en de tweede graad samen te brengen in een vakvergadering en onderling gegevens rond de gebruikte terminologie, precieze invulling van de leerinhouden... uit te wisselen. 1.1 Feitenkennis Uitwendige en inwendige bouw van zaadplanten en gewervelde dieren uit de omgeving. Uitgaande van concrete voorbeelden werd gezocht naar een algemeen bouwplan. 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 zintuig- en 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). In de eerste graad heeft men het bestaan vastgesteld van 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. Uitbreiding van soortenkennis. 1.2 Inzichten Overeenkomsten in het bouwplan van alle bestudeerde organismen. Verscheidenheid in het bouwplan van een aantal zaadplanten en gewervelde dieren. Functionele aanpassingen van de bouw. 1.3 Vaardigheden Ontleden van zaadplanten en gewervelde dieren. Gebruiken van determinatietabellen. Nauwkeurig waarnemen. 2de graad TSO 7
Grafisch en verbaal weergeven van waarnemingen. Kwantitatief uitdrukken van waarnemingen via metingen. Interpreteren van waarnemingen of resultaten van experimenten. 2 ALGEMENE DOELSTELLINGEN De gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen zijn in de algemene doelstellingen en in de leerplandoelstellingen (zie verder) verwerkt; de verwijzing naar de betreffende eindtermen gebeurt met een nummer tussen haakjes. Sommige eindtermen zijn attitudes; deze zijn aangeduid met een *. Ze moeten voor alle leerlingen nagestreefd worden. U vindt een lijst van de gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen achteraan dit leerplan onder punt 9 "Natuurwetenschappen of fysica en/of chemie en/of biologie, al of niet 'toegepast', al of niet in een geïntegreerde vorm". Bij de uitwerking van het leerplan Biologie wordt ernaar gestreefd het volgende te laten verwerven: kennis, vaardigheden en attitudes. 2.1 Kennis Waar in de eerste graad de kennisaspecten rond bouw en functie van het organisme centraal stonden, wordt in de tweede graad dieper ingegaan hoe de mens in interactie met zijn omgeving staat. De leerlingen krijgen in het eerste leerjaar inzicht in het waarnemen van prikkels en in de reactie op die prikkels. Tevens wordt de coördinatie van reacties op prikkels besproken. Hiermee wordt de volledige studie van de mens afgerond. Tijdens het tweede leerjaar krijgen ze meer inzicht in de complexiteit van de levende wezens. De waaier van het vijfrijkensysteem wordt opengeplooid; dit is meteen een mooi voorbeeld van hoe een concept in de loop der tijden ontwikkeld werd (13). Daarnaast wordt ook dieper ingegaan op interacties die tussen organismen en het milieu en organismen onderling kunnen bestaan. De tere evenwichten die daarbij ontstaan worden besproken, wat uiteindelijk moet leiden tot een beter inzicht in duurzame ontwikkeling. De leerlingen moeten inzien dat ondoordacht ingrijpen op de biosfeer catastrofale gevolgen kan hebben op korte of lange termijn (cf. broeikaseffect, uitputting van grondstoffen en energiebronnen, monoculturen, afvalbergen...). De westerse 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. De oplossing van de milieucrisis in de wereld hangt nauw samen met de economische ontwikkeling en de technologische vooruitgang. Die vooruitgang wordt soms in de kiem gesmoord door het lobbyen van grote concerns en het gebrek aan geld in de ontwikkelingslanden (14, 17). 2.2 Vaardigheden Om deze kennisaspecten te verwerven, moeten de leerlingen zich de wetenschappelijke denk- en werkmethode eigen maken: zien en formuleren van een probleem, opstellen en verantwoorden van één of meerdere hypothesen (1, 2), toetsen van een hypothese door middel van een experiment (1, 3, 8, 12), het resultaat waarnemen of op een meettoestel aflezen (11), de vaststelling beredeneren en verwoorden (4, 6, 7), het besluit formuleren en het confronteren met het probleem en de hypothese(n) (4, 7, 8), 8 2de graad TSO
in een verslag (7) de resultaten van het onderzoek in een schema of model weergeven (10, 12). Vooraleer een experiment wordt uitgevoerd, wordt nagegaan in hoeverre de uitvoering voldoet aan veiligheidsen milieunormen (*30). Een besluit is steeds een logische gevolgtrekking uit waarneming(en) en een (reeks) experiment(en) die ook door meerdere onderzoekers kunnen bekomen worden. Wanneer leerlingen dit inzien, beseffen zij ook dat de natuurwetenschappelijke methode behoort tot onze cultuur, leidt tot opvattingen die door meerdere personen gedeeld worden en dat die opvattingen, zoals bijvoorbeeld ook in een klassituatie, aan andere personen kunnen overgedragen worden (18). Door kritisch benaderen van de gebruikte opstellingen bij een experiment zien de leerlingen in dat het instrumentarium voor onderzoek in de klassituatie beperkt is. Tijdens een bezoek aan een modern bedrijf of laboratorium of via een video over een experiment dat uitgevoerd werd in een goed uitgerust laboratorium kunnen zij vaststellen dat de moderne technologie, zelf het resultaat van onderzoek, nieuwe mogelijkheden creëert voor het wetenschappelijk onderzoek en dat de resultaten hiervan impact hebben op de leefomstandigheden van de mens (14). Zij stellen hieruit vast dat de biologie toepassingen heeft in het dagelijks leven en dus ook mogelijkheden biedt in het beroepsleven. Zoveel mogelijk worden waarnemingen, resultaten en besluiten van experimenten in klassituaties met reële situaties uit het dagelijks leven verbonden (5). Indien de besluiten uit experimenten toelaten een link te leggen met natuurwetenschappelijke toepassingen, wordt nagegaan in hoeverre deze toepassingen sociale en ecologische gevolgen (16) en/of nadelige effecten kunnen hebben (15). Hierbij wordt ook het ethisch aspect niet uit het oog verloren en kunnen leerlingen in een klasgesprek hun standpunt met argumenten verduidelijken (7, 18, 19). Het spreekt vanzelf dat een zekere mate van leiding van de leraar noodzakelijk is om de leerlingen in deze experimenteervaardigheden te richten. Sommige experimenten zijn trouwens zo complex dat de leraar er goed aan doet die als demonstratieproef uit te voeren. Wat in de ene klas wel tot de mogelijkheden behoort, zal in een andere klas misschien uitgesloten zijn. Toch moet aan de leerlingen de kans geboden worden om zelfstandig experimenten uit te voeren (7, 8). Denken we aan microscopie, aan een geleide dissectie en aan eenvoudige veldbiologische technieken. De tweede graad is trouwens slechts een voortzetting van een methodiek die op dit punt ook in de eerste graad werd toegepast. Leerlingen zouden in de tweede graad moeten in staat zijn om zonder al teveel uitleg van de leraar de receptuur uit de handleiding te volgen. Deze vaardigheid is niet eigen aan dit vak en is transfereerbaar naar andere vakken. Niet alle kennis kan achterhaald worden via experimenten. Daarom zal de leraar doelgerichte opdrachten geven om gegevens te verzamelen over een bepaald thema (8). Voor deze zoekopdrachten kan de leraar zich onder andere laten inspireren door de bibliografie die aan dit leerplan werd toegevoegd. Daarnaast kan ook geput worden uit informatie op cd-roms, uit de oneindige stroom van informatie op het world wide web... In de huidige tijd worden jongeren meer en meer geconfronteerd met een vloed van informatie. Ze zullen moeten leren deze informatie op een zinvolle manier te selecteren, te verwerken en te presenteren. Ongetwijfeld is de pc hierbij een prachtig hulpmiddel (8, 9). 2.3 Attitudes Langs deze weg zullen de leerlingen waardevolle attitudes ontwikkelen, vooral met betrekking tot het natuurlijk milieu rondom hen en met betrekking tot hun eigen gezondheid en die van anderen. Ze zullen een verantwoorde houding moeten verwerven tegenover de natuur en tegenover de gehele wereld die hen omringt. Dergelijke waardevolle attitudes kunnen zijn: een verantwoorde houding tegenover het milieu, zodat leerlingen aansluiten bij natuurverenigingen en meewerken aan natuurbeheerwerken; 2de graad TSO 9
voor- en nadelen van de wetenschappelijke en technologische vooruitgang kritisch afwegen in functie van het menselijk welzijn; een verantwoordelijkheidsbesef ten opzichte van organismen zodat ze deze niet zinloos beschadigen of doden, en ook geen zeldzame exemplaren in hun verzamelingen opnemen; bewondering en respect hebben voor de verscheidenheid, de orde en het evenwicht in de natuur en gevoelig zijn voor de rust die uitgaat van een verblijf in de vrije natuur. Door het ontwikkelen van deze attitudes zal de leraar bijdragen tot de vorming van milieubewuste mensen. Vanuit diezelfde optiek is de attitudeontwikkeling in verband met de eigen gezondheid van belang: zorg besteden aan hygiëne (*32), voorzichtigheid in het gebruik van tabak, alcohol en geneesmiddelen (*32). Leerlingen moeten ook goed functioneren in de groep: houden rekening met de mening van anderen (*23), zijn bereid om samen te werken (*25). De vaardigheden die reeds besproken werden, kunnen leiden tot het verwerven van degelijke werkattitudes: zijn gemotiveerd om hun eigen mening te verwoorden (*22), zijn bereid om resultaten van zelfstandige opdrachten objectief voor te stellen (*24), onderscheiden feiten van meningen of vermoedens (*26), beoordelen eigen werk en werk van anderen kritisch en objectief (*27), trekken conclusies die ze kunnen verantwoorden (*28), hebben aandacht voor het correcte gebruik van wetenschappelijke terminologie (*29), houden zich aan instructies en voorschriften bij het uitvoeren van opdrachten (*31). Het spreekt vanzelf dat al deze attitudes slechts bij de leerlingen tot ontwikkeling kunnen komen als de leraar hierin een voorbeeldfunctie neemt. 3 ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN In het eerste leerjaar van de tweede graad staat de mens centraal. Er moet zoveel mogelijk uitgegaan worden van directe observatie of waarneming van levend of bewaard materiaal, eerst op macroscopisch niveau om dan geleidelijk de studie op kleinere schaal voort te zetten. Na dit onderzoek van levend of bewaard materiaal kan verder stapsgewijze geabstraheerd worden door gebruik te maken van een driedimensionaal model, een dia, een plaat of een schets. Het zelfstandig tekenen kan voor de leerling een hulp zijn in het voorstellen van structuren: één duidelijke figuur kan soms meer zeggen dan duizend woorden. Door gebruik te maken van aangepast didactisch materiaal kunnen de lessen veel verlevendigd worden en zal de motivatie van de leerlingen aangescherpt worden. De leerinhouden van biologie zijn zo rijk aan levend materiaal, preparaten, driedimensionale modellen, structuren..., dingen die een leerboek nooit kan bieden; wie ze niet gebruikt gaat voorbij aan de specificiteit van dit onderricht. 10 2de graad TSO
Tenslotte kan als laatste fase van abstractie de opgedane kennis verbaal geformuleerd worden. De leraar benoemt de geziene structuren en de onderdelen, en formuleert samen met de leerlingen de relevante kenmerken en functies. Het zal lang niet altijd mogelijk zijn om deze stapsgewijze methode te volgen; toch menen we dat deze geleidelijke overgang van concreet naar abstract, van macroscopisch naar microscopisch, garant staat voor het vormen van inzicht in structuur en functie van de levende materie. De geschetste methode geldt zowel voor reacties op prikkels als voor classificatie en ecologie. De directe waarneming blijft de steunpilaar van de methode. Dit betekent dat de studie van de morfologische kenmerken voor de classificatie op levend materiaal moet gebeuren en dat de studie van de relaties tussen organismen een startpunt in een biotoop moet hebben. Bij het deeltje vaardigheden (2.2) wordt uiteengezet dat van leerlingen verwacht wordt dat ze zich de natuurwetenschappelijke methode eigen maken. Logischerwijze zal de leraar deze methode hanteren bij de uitwerking van de leerstof. Functies worden dan ook afgeleid door experimenten in de klas, gedachte-experimenten of weergave van het onderzoek dat door wetenschappers gebeurde. 4 OVERZICHT LEERINHOUDEN 4.1 Organismen krijgen informatie over hun omgeving (16 uur) Begrippen: reactie, prikkel, zintuig, zin Prikkels waarop organismen reageren Soorten prikkels Receptoren van prikkels bij de mens Structuuraanpassing van de receptoren aan hun functie 4.2 Reactie van organismen op prikkels uit hun omgeving (9 uur) Het ontstaan van beweging bij organismen Aanpassing van organismen aan de beweging Het ontstaan van klierafscheiding bij organismen Aanpassing van organismen aan de klierafscheiding 4.3 Coördinatie van reacties op prikkels (16 uur) Opbouw van het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel Functie van deze stelsels en hun belangrijkste delen Coördinerende functies van deze stelsels 4.4 Morfologie (15 uur) Het blad: bouw, soorten en functies De stengel: bouw, soorten en functies De wortel: bouw, soorten en functies 2de graad TSO 11
De bloem: bouw; soorten, bloemformule, bloeiwijzen, functies De vruchten: soorten, ontstaan en indeling 4.5 Terreinstudie (4 uur) Observatie van verscheidenheid Identificatie van soorten Beschrijving van habitat van soorten Observatie van interacties tussen organismen onderling en tussen organismen en het milieu (biotische en abiotische factoren) 4.6 Classificatie (22 uur) 4.6.1 Criteria en wijze van ordenen - Het vijfrijkensysteem 4.6.2 Overzicht van de classificatie van organismen 4.6.2.1 Het plantenrijk zaadplanten: bedektzadigen, naaktzadigen niet-zaadplanten: varenplanten 4.6.2.2 Het dierenrijk stam van de chordadieren (klasse van de zoogdieren, vogels, reptielen, amfibieën en vissen) stam van de platwormen stam van de ronde wormen stam van de gelede wormen stam van de weekdieren stam van de geleedpotigen 4.6.2.3 Het rijk van de fungi 4.6.2.4 Het rijk van de protista 4.6.2.5 Het rijk van de monera bacteriën 12 2de graad TSO
4.7 Relaties tussen organismen onderling (10 uur) Interactie bij organismen tussen soorten onderling: parasitisme, mutualisme... functies van micro-organismen in relatie met de mens (gezondheid) binnen de soort: groepsvorming, communicatie (U) 4.8 Relaties tussen organismen en hun milieu (8 uur) Invloed van organismen op het milieu Producenten, consumenten, en reducenten Begrip ecosysteem Functies van micro-organismen in de natuur Invloed van de mens op het milieu 5 LEERINHOUDEN, LEERPLANDOELSTELLINGEN, PEDAGO- GISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN Een (U) staat voor uitbreiding. 5.1 Organismen krijgen informatie over hun omgeving Begrippen: reactie, prikkel, zintuig, zin Prikkels waarop organismen reageren Soorten prikkels Receptoren van prikkels bij de mens Structuuraanpassing van de receptoren aan hun functie LEERPLANDOELSTELLINGEN Uit concrete voorbeelden een inhoud geven aan de begrippen reactie, prikkel, zintuig en zin. Uit waarnemingen vaststellen dat organismen op lichtprikkels reageren. Zelfstandig een oog dissecteren. (U) Op een model en op een schets de macroscopisch waarneembare uitwendige en inwendige delen aanduiden en benoemen. LEERINHOUDEN In een eerste les kan de prikkelbaarheid van mensen, dieren en eventueel planten door waarnemingen of uit vroegere ervaringen vastgesteld worden. Uit enkele concrete voorbeelden wordt een inhoud geformuleerd voor de begrippen reactie, prikkel, zintuig en zin. Enkele suggesties voor de dissectie vindt u achteraan dit deel practicum 1: "dissectie van een oog". 2de graad TSO 13
De functies van de belangrijkste macroscopische delen van een lensoog opnoemen. Experimenten in verband met de werking van het oog zelfstandig uitvoeren. Bij wisselende voorwerpsafstanden, de beeldvorming op het netvlies (accommodatie) van het lensoog beschrijven. (U) Uit waarnemingen de betekenis van het binoculair zien bij mens en dier. Op een micropreparaat of een schets de lichtgevoelige cellen van het netvlies aanduiden en benoemen. De functies van staafjes en kegeltjes omschrijven. Aantonen dat het eigenlijk zien een proces is dat in de hersenen gebeurt. Uit waarnemingen vaststellen dat dieren en mensen reageren op geluid. Experimenten in verband met de werking van het oor zelfstandig uitvoeren. Enkele suggesties voor de experimenten vindt u achteraan dit practicum 2: "werking van het oog". Met behulp van een kaars-lens(loep)-schermsysteem wordt de accommodatie en de beeldvorming bij het oog verduidelijkt. In fysica werd de beeldvorming nog niet gezien; het is niet de bedoeling van ze volledig uit te werken in de lessen biologie. Het principe van de accommodatie kan ook zonder de grondige fysische achtergrond van de beeldvorming uitgelegd worden. Er wordt een verband gelegd met de functie van een bril en contactlenzen bij oogafwijkingen. (E14). Met eenvoudige proefjes (bv. met één oog gesloten de twee wijsvingers naar elkaar toebrengen) het binoculair zien bij de mens illustreren. Om het licht- en kleuren zien te verklaren, vertrekt men het best van de bouw van het netvlies (bouw van staafjes en kegeltjes). Door middel van eenvoudige proefjes in verband met optisch bedrog en omgekeerde beeldprojectie komen leerlingen tot het inzicht dat het beeld in de hersenen verwerkt wordt. Enkele suggesties voor de experimenten vindt u achteraan dit practicum 3: "werking van het oor". Uit waarnemingen afleiden dat geluid een trillingsverschijnsel is. Op een model en op een schets de uitwendige en inwendige delen van het menselijk oor aanduiden, benoemen en beschrijven. Gevaren voor beschadigingen van het oor door geluidsoverlast aantonen. De structuur van het oor wordt bestudeerd aan de hand van een model en een schets. Op de structuur van het evenwichtszintuig wordt voorlopig niet ingegaan. Wel worden het slakkenhuis en het orgaan van Corti bestudeerd. Dit kan gebeuren met behulp van een micropreparaat, een film, een schets of een model. Indien mogelijk laat u leerlingen het aantal decibels meten. Enkele kritische situaties aantonen waarbij het oor door geluidsoverlast kan beschadigd worden. Men richt zich op situaties die zich voordoen binnen de land- en tuinbouwsector tijdens het uitvoeren van werkzaamheden. 14 2de graad TSO
Beschermingsmaatregelen nemen om het oor te beschermen tegen geluidsoverlast Diverse mogelijkheden om het oor te beschermen tegen geluidshinder aanreiken. De weg die de geluidsgolven volgen beschrijven en de functies van de uitwendige en de inwendige delen van het geluidopvangend deel van het oor aangeven. Aantonen dat het horen een proces is dat in de hersenen tot stand komt. Op een eenvoudige wijze beschrijven hoe het menselijk evenwicht tot stand komt. Proeven in verband met het lokaliseren van het evenwichtszintuig voor het statisch en/of dynamisch evenwicht uitvoeren. Experimenten in verband met smaak en reuk zelfstandig uitvoeren. Uit waarnemingen vaststellen dat organismen op bepaalde chemische stoffen reageren. Ligging, bouw en functies van smaak- en reukzintuigen omschrijven. Experimenten in verband met de huidzintuigen zelfstandig uitvoeren. Op een transparant, een schets (wandkaart) of een model de inwendige delen van de huid aanduiden, benoemen en beschrijven. De huid op een doelmatige wijze beschermen tegen allerlei gevaren. Voor een goed inzicht in het totstandkomen van de evenwichtszin kan best gebruikgemaakt worden van gegevens uit de literatuur, zoals de proef met de kreeft die ijzerdeeltjes uit haar omgeving opneemt en aldus reageert op een magneet. Voor de bewegingszin kunnen fysische modellen aangewend worden, zoals de invloed van de relatieve beweging van water in een draaiend bekerglas op een kartonnen strook die vastgekleefd is op de binnenwand. Het is niet de bedoeling een fysische verklaring van deze proef te geven. Enkele suggesties voor de experimenten vindt u achteraan dit practicum 4: "waarnemen van chemische stoffen en hun receptoren". Zoals bij de vorige zintuigen wordt op analoge wijze eenvoudig geëxperimenteerd en vastgesteld dat mensen en dieren op chemische stoffen reageren. De cellulaire bouw van het reukslijmvlies en de smaakknoppen wordt elementair behandeld, zodat het totstandkomen van een waarneming kan verklaard worden. Enkele suggesties voor de experimenten vindt u achteraan dit practicum 5: "waarnemen van druk en temperatuur". De tastlichaampjes worden waargenomen op een micropreparaat, een model of een schets van de huid en hun ligging wordt in verband gebracht met hun functie. Hygïene van de huid: bescherming tegen straling, chemicaliën, huiduitslag, roos De bescherming van de huid tegen fytofarmaceutische producten kan aan bod komen. 2de graad TSO 15
Practicum 1 Dissectie van een oog Voor de dissectie is het oog van een varken of een paard het meest geschikt. Verse ogen zijn in het slachthuis of bij een slager te bekomen. Men kan de ogen invriezen om ze te bewaren. De leerlingen maken een dwarse snede bij de dissectie van een vers of ontvroren oog en schetsen en benoemen wat ze zien. Met een elektrisch mes of een fijne metaalzaag kan men diepgevroren ogen overlangs doorsnijden, zodat men een horizontale doorsnede krijgt zoals in de meeste handboeken. De leerlingen kunnen de blinde schets zo gemakkelijk aanvullen of eventueel zelf de horizontale doorsnede van het oog schetsen. Practicum 2 Proeven in verband met de werking van het oog Keuze uit: Model voor de beeldvorming Bij de studie van de werking van het oog kan men zelf een donkere kamer ontwerpen, waarvoor men een lens kan plaatsen. Men kan waarnemingen doen over de grootte, de stand, de scherpte en de lichtintensiteit van het beeld. Er kan gezocht worden naar overeenkomsten tussen de ontworpen donkere kamer, het fototoestel en de oogbol. Het netvliesbeeld Een directe waarneming van het netvliesbeeld kan verkregen worden door naast de oogzenuw een stukje harde oogrok weg te knippen en over het venstertje een stukje kalkpapier te brengen. Vervolgens laat men het oog 'kijken' naar een brandend kaarsje. Daarvoor is een vers oog het meest geschikt. Relatie netvliesbeeld en hersenbeeld Via indirecte waarneming van het netvliesbeeld (opstellingen [speldenknop]->[kaartje met gaatje]->[oog] en [kaartje met gaatje]->[speldenknop]->[oog]) kan men tot het besluit komen dat de hersenen het omgekeerd netvliesbeeld als een rechtopstaand beeld interpreteren. (PEDIC P95/90-91) Accommodatie, verziendheid en bijziendheid Bij de probleemstelling van de accommodatie in het menselijk oog vertrekt men van een kaars-lensschermsysteem (of van een optische bank). Men gaat na hoe in het fysisch model een scherp beeld kan verkregen worden bij verschillende voorwerpafstanden. Uit de verworven kennis over de bouw van het oog moet blijken dat bij het menselijk oog de accommodatie alleen kan gebeuren door het vervormen van de lens. Bijziendheid en verziendheid kunnen met een kaars-lens-schermsysteem (of met een optische bank) gemakkelijk aangetoond worden. Tenslotte kan nagegaan worden hoe die ooggebreken kunnen worden gecorrigeerd. In de handel zijn ook modellen te koop die dit illustreren. Het doel is louter kwalitatieve waarnemingen te doen. De blinde vlek Het bestaan van een blinde vlek kan aangetoond worden met volgende opstelling: tekening van kat en muis geleidelijk bij het oog brengen terwijl bv. met het rechteroog de kat gefixeerd wordt. 16 2de graad TSO
Regeling van de lichtgevoeligheid De regeling van de hoeveelheid licht door middel van de iris kan experimenteel aangetoond worden door een lichtbundel op het oog te richten, waarna de pupil zal vernauwen (zie oogpupilreflex). Gevoeligheid van de verschillende delen van het oog Via het dichter schuiven van kleuren naar het fixeerpunt van de proefpersoon kan worden aangetoond dat het netvlies aan de rand gevoelig is voor bewegingen en licht-donkercontrast (staafjes) en in het midden voor kleuren, meestal eerst voor blauw en geel en dan voor rood en groen (kegeltjes). ('ZINTUIGEN' Leuven, 1991) Stereoscopisch zien Enkele eenvoudige proefjes om de betekenis van stereoscopisch zicht aan te tonen zijn onder meer twee potloodpunten bij elkaar brengen met één oog; een draad in een naald steken met één oog, bepalen van het dominante oog, driedimensionale beelden... Een flesje met één of twee ogen in een ander overgieten. Nabeelden en na-effecten van het oog Nabeelden kunnen met volgende eenvoudige proefjes worden aangetoond: Op de voorzijde van een kartonnetje wordt een vis en op de keerzijde een fuik getekend. Laat men het kartonnetje rond een verticale as wentelen vóór het oog, dan ziet men de vis in de fuik. Men verkrijgt een groen (rood) nabeeld als men een tijdje een rood (groen) voorwerp gefixeerd heeft en plots naar een witte achtergrond kijkt. Practicum 3 Werking van het oor Keuze uit: Geluid is een trillingsverschijnsel Met eenvoudige proeven, zoals het betokkelen van een snaar of het aanslaan van een stemvork en deze tegen een pingpongballetje laten tikken, kunnen de leerlingen waarnemen dat door trillen van materiaal geluid ontstaat. Het is niet de bedoeling diep in te gaan op de fysische aspecten van het geluid. Drempelwaarde van de geluidsprikkels Met een toongenerator kan gezocht worden naar de gevoeligheid voor toonhoogten bij verschillende proefpersonen. De tonen kunnen gevisualiseerd worden met een oscilloscoop of pc zonder door te dringen in de fysische wetmatigheden (cf. fysica derde graad). Een geluidsbron lokaliseren Een geblinddoekte leerling (midden in de klas) bepaalt de richting van de geluidsbron (tikken van een balpen door leerlingen, geplaatst in een cirkel rond de proefpersoon) met behulp van twee oren en nadien met behulp van één oor. Zelfs met twee oren worden opmerkelijk veel fouten gemaakt als de geluidsbron zich recht voor of recht achter de proefpersoon bevindt. Er wordt gezocht naar een verklaring voor dit verschijnsel. 2de graad TSO 17
Minimum tijdsverschil tussen opeenvolgende geluidsprikkels Het minimum tijdsverschil tussen de prikkeling van beide oren, nodig om de plaats van de geluidsbron te bepalen, kan afgeleid worden uit het verschil in afstand door het geluid afgelegd en de bewegingssnelheid van het geluid. Hiervoor gebruikt men een rubberslang (ongeveer twee meter lang) met een trechtertje aan elk uiteinde. Het midden is gemerkt met aan weerszijden ervan een achttal centimeterverdelingen. Men geeft met een balpen tikjes op de rubberslang, terwijl de proefpersoon beide trechters tegen zijn oren houdt. De proefpersoon zegt telkens of het geluid van links, van rechts of van het midden komt. Rol van het zien bij evenwicht Het belang van het zien bij het bewaren van het evenwicht kan met het volgend eenvoudig proefje gedemonstreerd worden: een proefpersoon wordt gevraagd kaarsrecht te staan eerst met open ogen en nadien met gesloten ogen; het blijkt dat de proefpersoon heel wat meer bewegingen maakt met gesloten ogen. Rol van de stand van het hoofd bij evenwicht Om de ligging van het evenwichtszintuig voor het statisch evenwicht te achterhalen is volgende proef gemakkelijk uit te voeren: een geblinddoekte proefpersoon ligt op een ladder en houdt zich met de handen vast. Een klasgenoot heft de ladder op aan de kant van het hoofd van de proefpersoon. De proefpersoon schat de hoek tussen grond en ladder. De proef wordt voor enkele hoeken gedaan. De proef wordt met dezelfde proefpersoon herhaald, maar nu met voorovergebogen hoofd. Het verschil tussen de geschatte en de gemeten hoek is veel groter bij de tweede proefopstelling. Met rechtgehouden hoofd is het mogelijk om tot op 5o nauwkeurig te schatten. Het lokaliseren van het evenwichtszintuig voor het dynamisch evenwicht is uit volgende proef af te leiden: drie leerlingen draaien enkele malen om hun as; twee leerlingen zijn geblinddoekt, een van hen houdt tijdens het draaien het hoofd rechtop, de andere houdt het hoofd schuin, de derde leerling is niet geblinddoekt en houdt het hoofd recht. Nadien wordt hun evenwicht getest door op een rechte lijn te lopen. (proef niet uitvoeren met leerlingen met een te lage of te hoge bloeddruk - oppassen voor valpartijen!!). Practicum 4 Waarnemen van chemische stoffen en hun receptoren Keuze uit: Smaakproeven Aan de hand van eenvoudige proefjes (bv. ruiken aan vaste en vloeibare paraffine) kan men aantonen dat alleen stoffen in gasvormige toestand geroken worden. De primaire smaken worden achterhaald door een geblinddoekte persoon te laten proeven van een aantal voedingsmiddelen. Na elke waarneming wordt de mond gespoeld met zuiver water en de tong met filtreerpapier afgedroogd. Plaatsing van de smaakreceptoren Met oplossingen van de primaire smaken wordt vervolgens de verdeling van de smaakgebieden op de tong aangeduid. Smaak- en reukdrempel Door proeven wordt nagegaan welke concentratie van de verdunningsreeks van een suikeroplossing nog juist de gewaarwording zoet geeft. Na elke waarneming wordt de mond met zuiver water gespoeld. De drempelwaarde van de reukzin kan bepaald worden door ruiken welke concentratie van een verdunningsreeks van bv. ethanol, eau de cologne... nog juist wordt waargenomen. 18 2de graad TSO
Adaptatie Om de adaptatie bij bv. de smaakprikkel aan te tonen spoelt men de mond met een 0,3 % NaCl-oplossing; direct daarna met een 3% NaCl-oplossing en dan opnieuw met deze van 0,3 %. De 0,3 % NaCl-oplossing, toegediend na de 3 % NaCl-oplossing wordt niet meer als zoutig ervaren. Wordt de mond na elke waarneming met zuiver water gespoeld dan wordt de 0,3 % NaCl-oplossing wel als zoutig ervaren. Verband tussen reuk en smaak Dat reuk en smaak elkaar beïnvloeden wordt aangetoond door bij een geblinddoekte persoon wat kaneelpoeder of tandpasta op de tong te brengen bij geopende en gesloten neus. Practicum 5 Waarnemen van druk en temperatuur Keuze uit: Gevoeligheid van de huid Met een stempel (bv. Nopperblokjes uit een speelgoedzaak) wordt een rooster van 25 contactpunten afgebakend op de handrug, de binnenkant van de onderarm en de vingertop van een proefpersoon. Deze puntjes worden in willekeurige volgorde, met wisselend tijdsinterval, gedurende 0,5 s met een gekoelde en verwarmde breinaald aangeraakt. De proefpersoon sluit de ogen en geeft aan of warmte, koude of enkel een drukgewaarwording wordt aangevoeld. Afzonderlijke waarneming van prikkels Met behulp van een passer met twee punten kan de minimale afstand, tussen twee gelijktijdige aanrakingen die nog als afzonderlijke prikkels worden waargenomen, uitgetest worden. De proefleider raakt de proefpersoon aan met 1 of 2 passerpunten voor een gegeven passeropening, te beginnen bij 1 mm afstand tussen de 2 passerpunten. In totaal worden per passeropening 10 stimuli aangeboden: 5 keer met één passerpunt en 5 keer met de twee punten tegelijk in een willekeurige volgorde. De proefpersoon sluit de ogen en antwoordt of één of twee prikkels werden waargenomen. Zijn meerdere antwoorden verkeerd, dan wordt de passeropening vergroot. Men herhaalt de test telkens met een grotere passeropening tot de 10 antwoorden juist zijn. Op die manier kent men de minimale afstand tussen twee aanrakingen die als 2 afzonderlijke prikkels worden waargenomen. Hoe kleiner die afstand, hoe gevoeliger het bestudeerde lichaamsdeel. Waarneming van temperatuurverschillen Dat verschillen in temperatuur niet absoluut maar enkel relatief worden waargenomen kan men afleiden uit volgende proef: men brengt gelijktijdig de linkerhand in ijswater en de rechterhand in warm water; na enige tijd worden beide handen in lauw water gebracht. Ook wordt gelet op het rood worden (vasodilatatie) en het bleek worden (vasoconstrictie) van de huid in respectievelijk warm en koud water. 5.2 Reactie van organismen op prikkels uit hun omgeving Het ontstaan van beweging bij organismen Aanpassing van organismen aan de beweging 2de graad TSO 19
Het ontstaan van klierafscheiding bij organismen Aanpassing van organismen aan de klierafscheiding LEERPLANDOELSTELLINGEN Uit waarnemingen vaststellen dat beweging en secretie reacties op prikkels zijn. Uit waarnemingen aantonen dat beweging door samentrekking van spieren tot stand komt. Aantonen dat antagonistische spieren tegenovergestelde bewegingen mogelijk maken. Uit waarnemingen de macroscopische en microscopische bouw van een skeletspier beschrijven. Uitgaande van microscopische observaties of beeldmateriaal van dwarsgestreept en glad spierweefsel, het onderscheid tussen deze twee weefseltypen verwoorden. LEERINHOUDEN Als uitgangspunt van dit hoofdstuk kunnen de twee soorten reacties - beweging en secretie - bij de mens waargenomen worden. Door een werkende skeletspier (bv. de biceps) te betasten wordt vastgesteld dat beweging ontstaat door samentrekking van spieren. Ook de functie van antagonistische spieren (bv. triceps / biceps) wordt uit waarnemingen op het lichaam afgeleid. Hierbij wordt benadrukt dat spieren enkel actief kunnen verkorten, maar niet actief kunnen verlengen. Het is aan te raden hiervoor gekookt vlees te ontrafelen, eventueel te kleuren en met een microscoop te bestuderen. Enkele suggesties voor de experimenten vindt u achteraan dit practicum 6: "macroscopische en microscopische bouw van spieren en gewrichten". Verwoorden waar dwarsgestreept en glad spierweefsel in het lichaam voorkomen. Verwoorden dat spiercontractie tot stand komt door het inkorten van spierfibrillen in de spiervezels. Enkele voorbeelden van beweging, veroorzaakt door spierwerking, beschrijven. Verantwoorden dat organismen op prikkels reageren in functie van zelfbehoud. Vormen van beweging bij hogere planten beschrijven. De microscopische waarnemingen worden gebruikt om de spiercontractie te verduidelijken. De spierwerking moet zeker niet op elektronenmicroscopisch niveau verklaard worden. Enkele bewegingen van het lichaam zoals beweging van ledematen, peristaltiek, uitzetten en vernauwen van bloedvaten, kloppen van het hart of adembewegingen worden als spierbewegingen verklaard. Bij de beweging van de ledematen wordt het belang van het skelet benadrukt. Enkele suggesties voor de experimenten vindt u achteraan dit practicum 7: "reacties van organismen op prikkels in functie van het behoud van het individu". Als beweging bij hogere planten kunnen nastieën (bv. hangen van de bladeren bij aanraking van kruidjeroer-mij-niet en van tropieën (bv. groei van de stengel naar het licht)) waargenomen worden. 20 2de graad TSO
Uitgaande van voorbeelden aantonen dat fysische en psychische factoren een invloed op kliersecretie uitoefenen. Enkele exocriene en endocriene klieren noemen en hun functie verwoorden. Een inhoud geven aan het begrip hormoon. Voorbeelden van inwendige en uitwendige secretie bij planten opnoemen. (U) Door waarnemingen of door het bestuderen van literatuurgegevens wordt het inzicht bijgebracht dat kliersecretie (bv. speekselsecretie) door velerlei factoren, zoals geur, vochtigheid en smaak van voedsel uitgelokt en beïnvloed wordt. Op een exocriene klier kan macroscopisch de afvoergang waargenomen worden. Op een micropreparaat van een exocriene en een endocriene klier wordt de aan- of afwezigheid van afvoerkanalen waargenomen. Aan de hand van voorbeelden wordt duidelijk gemaakt dat het endocriene kliersap langs het bloed vervoerd wordt, in tegenstelling tot het exocriene kliersap. (zie ook practicum 9) Als voorbeelden van inwendige secretie bij planten kunnen groeistoffen en latex vermeld worden. Uitwendige secretie kan waargenomen en behandeld worden op planten met klierharen (bv. brandnetel, pelargonium). Practicum 6 Macroscopische en microscopische bouw van spieren en gewrichten Een stukje dwarsgestreept spierweefsel (gekookt soepvlees, gekookt kippenvlees) wordt ontrafeld; men merkt hierbij de spierbundels met de spiervezels en bindweefselscheden op. Spiervezels (bv. van ontvette ham, soepvlees, kippenvlees) kunnen microscopisch na kleuring (bv. met methyleengroen of karmijnazijnzuur) worden waargenomen en geschetst. Practicum 7 Reactie van organismen op prikkels in functie van het behoud van het individu Keuze uit: Eéncelligen Vertrekkend van microscopische waarnemingen op ééncellige organismen kan beweging door cytoplasmastroming (bv. amoebe), door trilharen (bv. pantoffeldiertje), door gesels (bv. euglena), door contractiele steel (bv. klokdiertje) bestudeerd worden. Hiervoor kan een hooi-infusie of een kweek op basis van raapschijfjes gebruikt worden. (Vliebergh 1992) De snelheid van de organismen kan afgeremd worden met een druppeltje van een 0,05 % NiSO4-oplossing of van een 1 % behangsellijmoplossing bij het preparaat te voegen. Tevens is het mogelijk de gedragingen van ééncelligen (bv. van het pantoffeldiertje) ten gevolge van temperatuursveranderingen (thermotaxie), chemische stoffen (chemotaxie) en een potentiaalverschil (galvanotaxie) na te gaan. In geval van thermotaxie merkt men een vertraagde beweging in een kouder milieu. Bij chemotaxie kan men het gedrag nagaan ten opzichte van NaCl, methyleenblauw, azijnzuur + congorood. In het geval van galvanotaxie bewegen de pantoffeldiertjes zich naar de negatieve pool toe. (PLUC 1987) 2de graad TSO 21
Ongewervelden Trilharen kan men vrij goed waarnemen bij de kieuwen en de mondlappen van een mossel. Hierbij dient men een stuk van het kieuwweefsel af te knippen en microscopisch te observeren. Men kan het gedrag van ongewervelde dieren (pissebedden, regenwormen, vliegenlarven, meelwormen, krekels, kakkerlakken, duizendpoten en miljoenpoten) ten opzichte van licht nagaan door de dieren in een afgesloten ruimte de mogelijkheid te geven te bewegen naar een verlichte of een verduisterde ruimte. Vliegenlarven en meelwormen zijn in de visvoerhandel te kopen. Bij de gedragstudie van de regenworm kan men het volgende nagaan: methode van kruipbeweging, reactie op aanraking, reactie op trillingen, reacties op chemische stoffen. De thermotaxie van ongewervelde dieren kan ook nagegaan worden door de dieren in een afgesloten ruimte te brengen bovenop een gebogen metalen plaat, waarbij aan de ene kant de metalen plaat opgewarmd wordt en de andere kant zich in ijswater bevindt. De dieren reageren op deze temperatuursgradiënt door een voorkeurstemperatuur te kiezen. Bij de oorworm kan thigmotaxie (verandering van de lichaamshouding door aanraking met een vast voorwerp bv. de rand van een petrischaal) goed waargenomen worden. Hierbij merken we op dat het dier zoveel mogelijk contact probeert te krijgen met een vast voorwerp. De tastreceptoren spelen hier dus een rol. Er kan gewezen worden op het nut van dergelijk gedrag. (PLUC 1987) Hogere planten Reacties op licht: slaapbeweging bij klaverzuring, positief fototropisme van de stengel, kromming van de stengel in functie van de lichtfrequentie (kleur), negatief fototropisme van de wortel. Reacties op chemische stoffen: chemotropisme van de wortel, groei van de pollenbuis onder invloed van glucose. Reacties op temperatuurschommelingen: kieming van zaden of sporen in functie van de temperatuur. Reacties op water: ontwikkelen van wortelharen, ontwikkelen van kiemplantjes. Reacties op drukveranderingen: bewegingen van bladeren van kruidje-roer-me-niet, vrijkomen van stuifmeel bij brem, reacties op zwaartekracht. Bij de klassikale bespreking kunnen de begrippen nastie, tropie en taxie toegelicht worden. (Vliebergh 1981) Practicum 8 Macroscopische en microscopische bouw van klieren Microscopische studie van een exocriene klier gebeurt aan de hand van micropreparaten. Hierbij kan men de bouw en de functie bespreken van een exocriene klier. De endocriene klier waarvan de werking in de theorielessen uiteengezet wordt, kan in het laboratorium microscopisch worden benaderd. 5.3 Coördinatie van reacties op prikkels Bouw van het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel Functie van de belangrijkste delen van deze stelsels Coördinerende functie van deze stelsels 22 2de graad TSO
LEERPLANDOELSTELLINGEN Eenvoudige aspecten van de coördinatie van reacties op prikkels zelfstandig onderzoeken. Illustreren dat de reacties op prikkels door het zenuwstelsel en/of het hormonaal stelsel gecoördineerd worden. Op een model of op een schets de belangrijkste delen van het zenuwstelsel aanduiden en benoemen. Op hersenen van een dier of op een model of op schetsen de belangrijkste hersendelen aanduiden en benoemen. LEERINHOUDEN Deze doelstelling heeft betrekking op het gehele deel over coördinatie. Het is voldoende één van de proeven van de practica die onder practicum 9 voorgesteld worden uit te voeren. Met voorbeelden kan worden aangetoond dat de reactie op een prikkel meestal in een ander orgaan tot stand komt dan in de receptor. Hieruit kan afgeleid worden dat een schakel noodzakelijk is. Het zenuwstelsel en/of het hormonaal stelsel vervullen deze coördinerende functie. Als dierlijk materiaal kan bij de slager schapen- of varkenshersenen en een stukje wervelkolom met ingesloten zenuwweefsel bekomen worden. Op dierlijk materiaal, een micropreparaat, een model of een schets van een dwarse doorsnede van het ruggenmerg, de delen met in- en uittredende zenuwen aanduiden en benoemen. Op een micropreparaat, een microdia, een model of een schets, de delen van een zenuwcel aanduiden, benoemen en de functie omschrijven. Het doorgeven van een impuls via zenuwcellen op een eenvoudige manier uitleggen. De gevolgde weg van een zenuwimpuls via de hersenen en via een reflexboog beschrijven. De functies van enkele hersendelen afleiden uit de gevolgen van letsels aan die hersendelen. Het onderscheid verwoorden tussen centraal en perifeer, willekeurig en onwillekeurig zenuwstelsel. Met een eenvoudig voorbeeld het effect van een hormoon illustreren. Hormonale klieren situeren en de functie van hun hormonen beschrijven. Op het mechanisme van de impulsgeleiding wordt niet ingegaan. De gevolgde weg van de zenuwimpuls bij een bewuste reactie en bij een reflex worden met een schets verduidelijkt. Het inzicht in de wetenschappelijke werk- en denkmethode voor het verzamelen van die kennis is belangrijker dan een gedetailleerde hersenkaart. Naar de ligging van de delen van het zenuwstelsel wordt onderscheid gemaakt tussen centraal en perifeer zenuwstelsel. Steunend op de functies wordt met voorbeelden bovendien onderscheid tussen willekeurig en onwillekeurig zenuwstelsel gemaakt. Dit punt blijft best beperkt tot de hormonen die betrokken zijn bij het totstandkomen van de secundaire geslachtskenmerken. Dit geeft ook de kans om via de functies van die secundaire geslachtskenmerken in te gaan op relatievorming en seksualiteit. De hormonale regeling van de menstruele cyclus komt in de derde graad uitgebreid aan bod. Op een schema van het menselijk lichaam enkele hormonale klieren situeren en de functies van hun respectievelijke hormonen aangeven. 2de graad TSO 23
Met een eenvoudig voorbeeld de coördinerende werking van het endocriene stelsel aantonen. Met een voorbeeld illustreren dat het zenuwstelsel en het endocriene stelsel als geheel voor de coördinatie van reacties op prikkels instaan. Hiertoe kunnen de volgende voorbeelden aan bod komen: regeling van het glucosegehalte in het bloed door de alvleesklier... (E14) De samenwerking tussen beide coördinatiestelsels kan geïllustreerd worden aan de hand van een schema (bv. adrenalineafscheiding bij stress, melkafscheiding bij het zuigen...). Practicum 9 Coördinatie van reacties op prikkels Keuze uit: Coördinatie van prikkels door de hersenen Een aantal voorbeelden van oog-handcoördinatie kan als volgt waargenomen worden: in een spiegel kijkend met een balpen een labyrint volgen dat voor de spiegel op de tafel ligt; op een computerscherm tussen 5 punten een ster tekenen met de muis waarvan de staart naar de proefpersoon is gericht. Men zal opmerken dat de linkerhand bij een rechtshandige zich iets sneller zal aanpassen aan deze situatie dan de rechterhand; het omgekeerde geldt evengoed voor een linkshandige. Meten van de reactiesnelheid De reactiesnelheid kan gemeten worden met een elektrische meetklok die tot op 1/100 s werkt. Zulke meetklokken zijn beschikbaar in het fysicalokaal voor tijdmetingen in bewegingsleer. Voorzie een schakelaar op het toestel (meestal aanwezig) en een schakelaar op de voedingskabel. De leraar of proefleider start de elektrische meetklok met de schakelaar op de voedingskabel, de proefpersoon stopt de meetklok met de schakelaar op het toestel. Observatie van een micropreparaat van zenuwweefsel De macroscopische observatie van ruggenmerg en hersenen kan gebeuren met materiaal dat bij de plaatselijke slager wordt aangekocht. Ook modellen zijn hiervoor zeer geschikt. Met een micropreparaat van een dwarse doorsnede van het ruggenmerg kunnen de delen ervan waargenomen en geschetst worden. Met sterke vergroting kunnen in de voorste hoornen van de grijze stof de cellichamen van de motorische zenuwcellen waargenomen worden. In de witte stof kan men de bouw van de gemyeliniseerde zenuwvezels observeren. Grote en kleine hersenen kunnen microscopisch bestudeerd worden. Reflexen De oogpupilreflex kan getest worden door met een zaklantaarn in het oog te schijnen. Wie het iets complexer wenst uit te bouwen, kan een kijkgat in een kistje boren. In dat kistje wordt een lampje met dimmer en hol spiegeltje voorzien. Daarmee kan men langs het kijkgat in het spiegeltje het eigen oog observeren. De kniepeesreflex kan met een hamertje opgeroepen worden door vlak onder de knieschijf van een vrijhangend been een zachte tik te geven. Voorwaardelijke reflexen bij dieren zijn moeilijker op een korte termijn in de klas te induceren; wellicht moet hier de literatuur over de hond van Pavlov geconsulteerd worden. 24 2de graad TSO
Beïnvloeding van de waarneming door interpretatie Visuele illusies zijn genoegzaam bekend: evenwijdige lijnen die toch schijnen te convergeren omdat ze in een visgraatpatroon vervat zitten; 2 evengrote lijnstukken die verschillend van lengte lijken te zijn omdat ze ofwel naar het midden, ofwel naar buiten gerichte pijlen dragen. wanneer donkere vierkanten in een rooster geplaatst worden, schijnen grijze bolletjes te ontstaan op de kruispunten van de witte scheidingslijnen.... Smaak- en tastillusies De coördinatie tussen reuk en smaak kan mooi geïllustreerd worden door bij een geblinddoekte persoon tandpasta op de tong te brengen. Met dichtgeknepen neus kan de tandpasta niet geproefd worden, met open neus wel. Kinderen kan men geneesmiddelen gemakkelijker laten innemen als men hun neus dichtknijpt. Een tastillusie kan geïllustreerd worden door bij een geblinddoekte proefpersoon tussen de gekruiste middenvinger en wijsvinger een knikker te duwen. Wanneer men dan de knikker naar voor en naar achter beweegt op het tafelblad, zal de proefpersoon de indruk hebben twee knikkers te voelen. 5.4 Morfologie Het blad: bouw, soorten en functies De stengel: bouw, soorten en functies De wortel: bouw, soorten en functies De bloem: bouw; soorten, bloemformule, bloeiwijzen, functies De vruchten: soorten, ontstaan en indeling LEERPLANDOELSTELLINGEN De delen van het blad herkennen en benoemen. De functies van het blad, stengel, wortel en bloem verwoorden. De belangrijkste bladranden, bladinplantingen, bladvormen, insnijdingen van de bladranden en bladtop herkennen en benoemen. LEERINHOUDEN Laat de leerlingen bladeren verzamelen en de verschillende delen van het blad zelf ontdekken. Laat hen vooral de verschillen tussen de verzamelde bladeren ontdekken. De functies van blad, stengel, wortel en bloem worden zoveel mogelijk proefondervindelijk aangebracht. Daarbij dient een link gelegd met de land- en tuinbouwpraktijk en het vak Plant- en groeimilieu. In het vak Plant- en groeimilieu komen de levens- en ontwikkelingsprocessen, alsook de voedselopname van de planten, aan bod. Laat de leerlingen zoveel mogelijk bladeren bestuderen van cultuurgewassen die in de proeftuin van de school worden geteeld en verwerkt. Dit leerstofonderdeel vormt de basis van het vak Plantenkennis en -verwerking van planten. 2de graad TSO 25