fysica tweede graad tso biotechnische...

VLAAMS VERBOND VAN HET KATHOLIEKSECUNDAIR ONDERWIJS

LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

FYSICA

Tweede graad TSOBiotechnische wetenschappen

Licap - Brussel D/2001/0279/016 - september 2001

Fysica 3 Biotechnische wetenschappenD/2001/0279/016 2de graad TSO

Dit leerplan is bestemd voor:

TV LANDBOUW/TOEGEPASTE NATUURWETENSCHAPPEN/TUINBOUW TOEGEPASTE FYSICA

2de graad TSO voor de studierichting ‘Biotechnische wetenschappen’

1ste leerjaar: 2 uur/week2de leerjaar: 2 uur/week


INHOUD

VISIE OP DE VERWERKING VAN DE LEERPLANNEN AV FYSICA ENTV TOEGEPASTE FYSICA TWEEDE GRAAD KSO EN TSO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Toelichting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Schematisch overzicht van de structuur van de leerinhouden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Didactische aspecten bij de verwerking van de leerinhouden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1 BEGINSITUATIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2 ALGEMENE DOELSTELLINGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.2 Algemene doelstellingen en vaardigheden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3 ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN . . . . . . . . . . . . . . 123.1 Taak van de leraar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.2 Werkvormen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.3 De jaarplanning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.4 Toepassingen - vraagstukken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.5 Contexten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.6 Informatie- en communicatietechnologie (ICT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.7 Veiligheid en milieu-aspecten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4 LEERPLANDOELSTELLINGEN, LEERINHOUDEN ENDIDACTISCHE WENKEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

EERSTE LEERJAAR4.1 Metrologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.2 Algemene eigenschappen en deeltjesmodel van de materie . . . . . . . . . . . . . . . . 204.3 Optica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224.4 Krachten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26TWEEDE LEERJAAR4.5 Herhaling meetnauwkeurigheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.6 Arbeid, energie en vermogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.7 Druk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294.8 Gaswetten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.9 Temperatuur, warmtehoeveelheid en inwendige energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.10 Faseovergangen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5 EVALUATIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

6 MINIMALE MATERIELE VEREISTEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

7 BIBLIOGRAFIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

8 LIJST VAN DE GEMEENSCHAPPELIJKE EINDTERMEN VOOR WETENSCHAPPEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38


VISIE OP DE VERWERKING VAN DE LEERPLANNEN AV FYSICA EN TV TOEGEPASTE FYSICA TWEEDE GRAAD KSO EN TSO

Toelichting

De verschillende studierichtingen TSO en KSO krijgen in de tweede graad inhoudelijk nagenoegdezelfde leerinhouden AV Fysica en TV Toegepaste fysica aangeboden (kennis als doel). Naastkleine verschillen wordt eenzelfde leerstofpunt nu eens als basisleerstof dan weer als herhalings-leerstof aangeboden.De eerste werkelijke differentiatie ligt op het vlak van de verwerking van de fysicaleerstof. Destudierichtingen kunnen worden ingedeeld volgens het beheersingsniveau van de leerstof die deleerlingen moeten bereiken.

Voor lesgroepen met 1 uur/week AV Fysica of TV Toegepaste fysica en 3 uur/week wiskundehebben we niveau I. Op dit niveau zijn het concreet denken, het kwalitatief toepassen van ken-nisfeiten, bv. via denkvragen of via op de leefwereld gerichte contexten, en het oplossen van stan-daardproblemen aan de orde.

Voor lesgroepen met 1 uur/week AV Fysica en TV Toegepaste fysica en 5 uur/week wiskundehebben we een niveau II. Hier wordt via theoretische afleidingen en verklaringen een meer abs-tracte benadering van de leerstof nagestreefd en leert men planmatig probleemopdrachten oplos-sen met behulp van uitgebreider rekenwerk.

Het verschil tussen niveau I en niveau II hangt dus nauw samen met het aantal uren wiskunde (3uur/ week of 5 uur/week), waardoor kwantitatieve problemen diepgaander kunnen worden aang-epakt. Daarenboven zal de opgedane kennis hier ook gebruikt worden om nieuwe situaties kwali-tatief te verklaren (kennis als gereedschap).

Voor de lesgroepen met 2 uur/week AV Fysica of TV Toegepaste fysica is er een niveau III. Hierhouden we rekening met het feit dat deze leerlingen in de derde graad van het secundair onder-wijs hoofdzakelijk voor een technisch-wetenschappelijke studierichting kiezen. Om met succesde vervolgopleidingen uit het domein van de exacte wetenschappen of toegepaste wetenschappente kunnen volgen, moeten de leerlingen over een behoorlijk uitgebreide kennisbasis beschikken,in zekere mate abstract en formeel kunnen denken en probleemopdrachten kunnen oplossen. Deleerinhouden worden voor die groep dan ook uitgebreid en uitgediept. Het uitvoeren van prakti-sche opdrachten (leerlingenproeven) moet het kennen (begripsvorming) en het kunnen (leren on-derzoeken) van fysica in de hand werken.

De studierichtingen 'Industriële wetenschappen' en 'Bouw- en houtkunde' (niveau II, b) sluitenqua leerinhouden ongeveer aan bij niveau II (1 uur/week), maar qua doelstellingen en verwer-kingsniveau wordt getracht zoveel als mogelijk aan te sluiten bij niveau III.

Studierichtingen met 2 uur/week AV Fysica of TV Toegepaste fysica en 3 uur/week wiskunde(niveau III, b) krijgen voldoende tijd om de doelstellingen en het verwerkingsniveau van niveauII te bereiken.Een tweede differentiatie gebeurt tussen de industriële en de niet-industriële richtingen. Bij de niet-industriële studierichtingen wordt gestreefd naar een sterke wisselwerking tussen deleefomgeving en de leeromgeving, waardoor de maatschappelijke relevantie van de toegepaste


fysica voor die groep leerlingen sterker tot uiting komt. Dit betekent dat contexten, toepassingenof voorbeelden inhoudelijk moeten motiveren doordat ze functioneel en op de leefwereld gerichtzijn of maatschappelijk-cultureel zijn.

De industriële richtingen (-technieken) streven eveneens naar een sterke wisselwerking tussenleefomgeving en leeromgeving. Dit betekent voor hen dat de contexten, toepassingen of voor-beelden hier bij voorkeur toegepast-praktisch zijn of zoveel mogelijk uit de techniek moeten ko-men of aansluiten bij praktijksituaties.

Schematisch overzicht van de structuur van de leerinhouden

Niveau I: 1 uur/week AV Fysica of TV Toegepaste fysica

(3 of 4 [*] uur/week wiskunde)

Niveau II: 1 uur/week AV Fysica ofTV Toegepaste fysica(5 uur/week wiskunde)

Niveau III: 2 uur/week AV Fysica ofTV Toegepaste fysica

RICHTINGEN

a) Groep 1

TSOBrood- en banketCreatie en modeElektrotechniekenFotografieHandel [*]Handel-talenHotelSlagerij en vleeswarenSTWTextieltechniekenKSOBeeldende en architecturale kunstenMuziekWoordkunst-drama

b) Groep 2

BouwtechniekenGlastechniekenHouttechniekenMechanische technieken

a) Elektriciteit-elektronicaElektromechanicaGrafische wetenschappen

b) Niveau II+: Industriële wetenschappenBouw- en houtkunde

a) Richtingen met 5 wiskunde

Beeldende en architecturale vormingBiotechnische wetenschappenTechniek-wetenschappen

b) Richtingen met 3 wiskunde

Lichamelijke opvoeding en sportLandbouwtechniekenTuinbouwtechniekenAudiovisuele vorming

L PE EE RRI LN EH EO RU JD AE AN R--------------( ):aantal uren

1

Metrologie (5)Algemene eigenschappen van de materie (4)Deeltjesmodel (poneren en illustreren met toepassingen) (3)Optica (13)

Metrologie (10)Algemene eigenschappen van de materie (4)Deeltjesmodel (opstellen en illustreren mettoepassingen) (8)Optica (20)Krachten (8)

2 F, W, P en E (7)Druk ( + Boyle-Mariotte) (9)Temperatuur en warmte (5)Koken, verdampen en condenseren (4)

Herh.: F, W, P en E (4)Druk ( + Boyle-Mariotte) (9)Temperatuur., warmte enenergietransport (8)Koken, verdampen encondenseren (4)

a) Herh.:F, W, P en E (2)Druk (7)Gaswetten (6)Temperatuur, warmte, energietransport (6)Koken, verdampen, condenseren (4)

b) F, W, P en E (5)Druk (7)Gaswetten (6)Temperatuur, warmte, energietransport (7)

Herhaling meetnauwkeurigheid (2)F (herh), W, P en E (8)Druk (10)Gaswetten (9)Temperatuur, warmte enenergietransport (9)Faseovergangen (12)

Fysica7

Biotechnische w

etenschappenD

/2001/0279/0162de graad TSO

Didactische aspecten bij de verwerking van de leerinhouden

Niveau I: 1 uur/week AV Fysica of TV Toegepaste fysica(3 uur/week wiskunde)

Niveau II: 1 uur/week AV Fysica ofTV Toegepaste fysica(5 uur/week wiskunde)

Niveau III: 2 uur/week AV Fysica ofTV Toegepaste fysica

Kenmerkenvan het didactisch aanbrengen

- basisvorming (= elementaire kennis van fysische feiten, van dewetenschappelijke methode en van vaardigheden)

- concrete voorbeelden- uit de omgevingswereld (a)- uit de techniek (b)- concrete modellen- kwalitatief

“Wetenschappelijke geletterdheid”

a) - basisvorming- concrete voorbeelden bij voorkeur uit de

techniek- concrete modellen- kwalitatief en kwantitatiefb) IW + HoBo: zie niveau III

a) - basisvorming + uitbreiding- concrete voorbeelden- concrete en formele modellen- kwalitatief en kwantitatief- nadruk op bouwwerk van de fysicab) 3 uur wiskunde: zie niveau I

Beheersings-niveau - concreet-operationeel

- omgaan met informatie uit grafieken- beschrijvend- toepassen van de leerstof in gekende situaties- uit de leefwereld (a)- uit de techniek (b)

a)- concreet en formeel operationeel- omgaan met informatie uit grafieken en ta-

bellen- beschrijvend en verklarend- toepassen van de leerstof in gekende situa-

ties bij voorkeur uit de techniekb) IW + HoBo: zie niveau III

a)- concreet en formeel operationeel- omgaan met informatie uit grafieken en tabel-

len- beschrijvend en verklarend- toepassen van de leerstof in gekende en

nieuwe situatiesb) 3 uur wiskunde: zie niveau I

Experimenten demonstratieproeven: waarnemingsproeven demonstratieproeven: waarnemingsproeven en meetproeven (kwantitatief)

demonstratieproeven en leerlingenproeven(minimum 4 per leerjaar, behalve TW, want 2 uur/week practicum)

Opdrachten envaardigheden - reproductie

- standaardopgaven: gebruik van formule- kwalitatief eenvoudige opdrachten, die de begripsvor-

ming aanscherpen- herkennen van fysische principes in concrete situaties

a)- reproductie- standaardopgaven + inzichtelijk omgaan met

formules- kwalitatief eenvoudige opdrachten, die de

begripsvorming aanscherpen- herkennen van fysische principes in concrete

situatiesb) IW + HoBo: zie niveau III

a)- reproductie- standaardopgaven + inzichtelijk omgaan

met formules + probleemoplossende opdrachten

- onderzoekend leren- herkennen van fysische principes in

concrete situatiesb) 3 uur wiskunde: zie niveau I

Contexten a) Maatschappelijke-cultureel (leefwereld gebonden)b) Praktisch-toegepast (technische toepassingen)

a)- bij voorkeur praktisch-toegepast (technische

toepassingen)- eventueel ook maatschappelijk cultureelb) IW + HoBo: zie niveau III

a)- praktisch-toegepast- maatschappelijk cultureel- wetenschappelijk- cultuur-historischb) 3 uur wiskunde: zie niveau I

Fysica8

Biotechnische w

etenschappenD

/2001/0279/0162de graad TSO


1 BEGINSITUATIE

Heel wat leerlingen hebben in het tweede leerjaar van de eerste graad kennisgemaakt met hetvak Fysica langs het vak Natuurwetenschappen of het vak Wetenschappelijk werk. Deze vak-ken waren in de eerste plaats bedoeld om belangstelling en enthousiasme op te wekken voorde natuurwetenschappen. Ze hebben dan reeds kennisgemaakt met elementaire begrippen van elektriciteit, mechanica,chemie en biologie.

2 ALGEMENE DOELSTELLINGEN

2.1 Inleiding

De natuurwetenschappen in het algemeen en de fysica in het bijzonder moeten kennis, inzich-ten, vaardigheden en attituden aanbrengen die in principe door elke leerling kunnen verworvenworden. Het fysicaonderwijs moet eveneens een bijdrage leveren tot de harmonische ontwik-keling van de persoonlijkheid van de leerling. Het moet de leerling elementen aanreiken omadequaat en zelfstandig te functioneren in de samenleving. In die zin is fysica ook buiten heteigen specifieke domein, cultuurscheppend en -bepalend. In onze tijd is de wisselwerking metethiek en levensbeschouwing zeker aanwezig. Voor zover dit mogelijk en relevant is kunnenzinsvragen en ethische vragen, die aansluiten op het christelijk opvoedingsproject, aandachtkrijgen. Bovendien is fysica geen louter theoretische wetenschap. In haar technologische componentheeft de fysica een enorme impact op mens en maatschappij. Daarom moeten leefwereld entechnische toepassingen in de lespraktijk voldoende aandacht krijgen.De gemeenschappelijke eindtermen zoals weergegeven in rubriek 8 moeten aan de hand vande algemene doelstellingen in de vakken AV Biologie, AV Chemie, AV Fysica en TV Toege-paste biologie, TV Toegepaste chemie en TV Toegepaste fysica gerealiseerd worden. Denummers volgend op doelstellingen verwijzen naar de overeenstemmende eindtermen. Deattitudinale eindtermen moeten door alle leerlingen nagestreefd worden. De overige eindter-men moeten op het einde van de tweede graad gerealiseerd zijn.

2.2 Algemene doelstellingen en vaardigheden

De leerling bereikt ‘Algemene doelstellingen en vaardigheden‘ als hij over een hoeveelheidrelevante fysische feitenkennis en vaardigheden beschikt en hij gemotiveerd deze kennis envaardigheden kan toepassen in nieuwe situaties.

2.2.1 Algemene doelstellingen

De algemene doelstellingen die worden nagestreefd zijn gericht op het vak, op de persoonlijkeontwikkeling en maatschappelijke vorming en op het vervolgonderwijs.


GERICHT OP HET VAK

De leerlingen verwerven natuurkundige feitenkennis en inzicht in de natuurwetenschappelijkemethode.

De leerlingen kunnen:

- uit waarnemingen bij demonstratieproeven geldige conclusies trekken (3),- hun kennis en inzicht in de natuurwetenschappelijke methode gebruiken om

• verzamelde gegevens te ordenen volgens gemeenschappelijke eigen kenmerken,• te analyseren door onderlinge verbanden,

• en mogelijke veralgemeningen op te sporen (1, 12),- een fysisch model toepassen op een nieuwe situatie en via logische redenering komen tot

nieuwe kennis (2, 3, 10),- de natuurkundige feitenkennis gebruiken om eenvoudige theoretische problemen, stan-

daardproblemen, contextgebonden problemen en probleemoplossende vraagstukken op telossen (2, 3),

- de natuurkundige feitenkennis gebruiken om problemen op te lossen,- natuurkundige verschijnselen uit hun ervarings- en omgevingswereld met deze feitenken-

nis beschrijven en eventueel verklaren (5),- een bewering of hypothese toetsen aan nieuwe waarnemingen of experimenten en waar

mogelijk aanvaarden als een nieuwe beschrijving of nieuw model van de werkelijkheid (2,10).

GERICHT OP PERSOONLIJKE ONTWIKKELING EN MAATSCHAPPELIJKEVORMING

Het fysicaonderwijs richt zich eveneens op attitudevorming: de leerling maakt zich de weten-schappelijke grondhouding eigen als één van de wezenlijke componenten van het oordelen enhet handelen van de hedendaagse mens. Het fysicaonderwijs levert een bijdrage tot een objec-tief en eerlijk leren oordelen en handelen.

Daardoor kunnen de leerlingen:

- een oordeel vormen over het doelmatig gebruik van apparatuur en materialen uit oogpuntvan gezondheid en milieu (21, *30, *23),

- kritisch staan ten opzichte van resultaten van experimenten (4),- op basis van argumenten een eigen standpunt innemen ten opzichte van een geschreven of

een gesproken bewering (*28, *27),- mondeling of schriftelijk waarnemingen beschrijven of resultaten van experimenten weer-

geven (7,8),- met anderen samenwerken, naar anderen luisteren, de standpunten van anderen respecte-

ren (*23, *25),- verwondering opbrengen voor de harmonie en de complexiteit die schuilt in fysische ver-

schijnselen,- een aantal fysische principes, regels, wetten en technische toepassingen in een historisch

perspectief plaatsen (13),- de positieve en negatieve invloeden van de natuurwetenschappen onderkennen in techno-

logische ontwikkelingen, op economisch, sociaal en ecologisch gebied en daarover ethischreflecteren (14, 15, 16, 17, 19),


- de maatschappelijke betekenis inschatten van technologische ontwikkelingen, waarondermoderne informatie- en communicatietechnologie (ICT) als materiële culturele verworven-heid (18).

GERICHT OP HET VERVOLGONDERWIJS

De fysische feitenkennis is geen doel meer op zich. Gezien de hedendaagse technologischgerichte maatschappij moet het fysicaonderwijs er eveneens naar streven om belangstelling tewekken, informatie te verstrekken en een basisvorming te geven voor een verdere studie inwetenschap en techniek.


- in relevante situaties een relatie leggen met de praktijk van verschillende beroepen (20),- mogelijkheden ontdekken eigen aan fysica die belangrijk zijn voor het kiezen van een ver-

volgopleiding (20).

2.2.2 Vaardigheden

De leerlingen zullen zich een aantal algemene en vakspecifieke vaardigheden moeten eigenmaken waardoor ze in staat zijn om zelfstandiger en efficiënter fysica te leren ‘leren’. De ont-wikkeling van fysisch inzicht en van vaardigheden rond de natuurwetenschappelijke methodegaan hand in hand. De vaardigheden die hier volgen zijn door de meerderheid van leerlingente verwerven tegen het einde van de tweede graad. Ze zullen tijdens de twee leerjaren van detweede graad geïntegreerd in de leerstof besproken of ingeoefend worden.

ALGEMENE VAARDIGHEDEN


- rekenvaardigheden toepassen bij het maken van opdrachten (*29),- schriftelijk en mondeling een wetenschappelijke tekst weergeven in correct Nederlands

(7),- eenvoudige strategieën gebruiken voor het aanleren van nieuwe kennis zoals memoriseren,

aantekeningen maken, schematiseren, verbanden leggen, hoofd- en bijzaken onderschei-den, ...

- resultaten van zelfstandige opdrachten objectief voorstellen (*24),- op een doordachte wijze een probleem oplossen (2),- de maatschappelijke betekenis inschatten van technologische ontwikkelingen, waaronder

de moderne informatie- en communicatietechnologie (ICT) (17),- eigen werk presenteren (8, *22),- verschillen in meningen en opvattingen hanteren onder andere bij samenwerkend leren of

bij een klassengesprek (*23),- door te reflecteren op het eigen functioneren, zicht krijgen op en sturing geven aan het ei-

gen leerproces (*28),- efficiënt en veilig demonstratie- en practicummateriaal hanteren (*30, *31, *32).

SPECIFIEKE VAARDIGHEDEN



- uit informatie, in de vorm van tekst, tekeningen, foto’s, tabellen, grafieken en schema’srelevante gegevens selecteren en objectief voorstellen, eventueel met behulp van ICT(1, 9, *25, *26),

- een fysicavraagstuk planmatig oplossen (*31),- een bekende relatie tussen fysische grootheden juist gebruiken. Bij de berekening reke-

ning houden met de benaderingsregels en het resultaat van de correcte SI-eenheid voorzien(*29),

- bij het verloop van een demonstratieproef relevante waarnemingen doen. Deze waarne-mingen en resultaten vastleggen in woorden, tabellen, diagrammen, grafieken en/of sche-ma’s (6),

- meetapparatuur voor lengte, tijd, massa, volume en temperatuur op een correcte manierhanteren en aflezen (11).

3 ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN

Tijdens het behandelen van de leerinhouden moet ook gezorgd worden voor het verwervenvan de algemene doelstellingen en vaardigheden. Het fysicaonderwijs streeft ernaar om dekennisfeiten ervaringsgericht en ervaringsbetrokken aan te brengen en toe te passen. De toe-passing van de kennis en vaardigheden moet waar mogelijk in een leefwereld of technischecontext gebeuren.

3.1 Taak van de leraar

Leren is een taak van de leerling. Leren is een actief proces, waarbij de leerling onder bege-leiding actie onderneemt. Het is de verantwoordelijkheid van de leraar dat dit in optimale om-standigheden gebeurt. In het traditionele onderwijs stond de leraar centraal, hij was diegenedie onderwees. In een leerlingactief onderwijs is dit een onmogelijke taak, de leraar speelt hier een andere rol.De leraar wordt procesbegeleider binnen een leeromgeving waarvan hij zelf deel uitmaakt. Hijschept een sfeer, een klimaat waarin leerlingen graag en goed werken. Hij zorgt voor afwisse-ling die functioneel is voor het leren. De onderwijspraktijk wordt gekenmerkt door een goedevenwicht tussen enerzijds het actief deelnemen aan een onderwijsleergesprek of het zelfstan-dig werken van leerlingen aan leertaken en anderzijds het geven van de nodige informatie eninstructie door de leraar. De leraar is diegene die voor die werkvormen motiveert en die demotivatie op peil houdt maar er tegelijk over waakt dat sommige leerlingen niet afhaken. Ook binnen het fysicaonderwijs kan dit gerealiseerd worden onder andere bij het uitvoeren vandemonstratieproeven en leerlingenproeven, door het geven van directe instructie, het voerenvan een actief onderwijsleergesprek en het planmatig leren oplossen van vraagstukken. Tij-dens een demonstratieproef worden een reeks vragen gesteld, waarop de leerling het antwoordmoet vinden door waarnemen en nadenken. Het is een aangewezen middel om leerlingen indenksituaties te plaatsen met behulp van concreet materiaal. Demonstratieproeven krijgen eenmeerwaarde in zover ze gepaard gaan met het stellen van een reeks vragen.

Het is vanzelfsprekend dat er een verticale samenwerking is met collega’s fysica. Er wordenhorizontale afspraken gemaakt over vaardigheden en leerinhouden die op het snijvlak liggenvan twee vakken bv. met de collega’s wiskunde (gebruik van sinusfunctie in de optica, tekenen


van grafieken, vaardigheden in verband met rekentechnieken ...), chemie (beschrijving en ge-bruik van het deeltjesmodel, milieu-aspecten bij energie) en biologie (werking van het oog).

3.2 Werkvormen

We pleiten ervoor de leerstof op een gevarieerde manier aan te brengen en op voorhand geenenkele werkvorm uit te sluiten. Er zijn randvoorwaarden zoals de beschikbare lestijd, het va-klokaal, het didactisch materiaal en de hulpmiddelen die mede de gebruikte werkvorm bepa-len. Maar leerlingen moeten in de les meer doen dan luisteren en noteren. We geven er devoorkeur aan voor die werkvormen te kiezen die het ‘effectief’ leren in de les bevorderen zoalsde directe instructie, het samenwerkend leren, het gesloten of open onderwijsleergesprek, ...Een open onderwijsleergesprek is een goed voorbeeld van een interactieve lessituatie onderleiding van de leraar. Door een grotere activiteit van leerlingen is de kans op betrokkenheidgroter en worden de denkprocessen gestimuleerd.

Bovendien wordt het denkproces ‘zichtbaar’ gemaakt omdat de leerling zijn denken moet ver-woorden. Foute redeneringen, valse voorstellingen, verkeerd woordgebruik kunnen meteengecorrigeerd en eventueel door een medeleerling aangevuld worden. Daarmee wordt het lereneffectiever en kan het ontwikkelen van het denken plaatsvinden. De leerlingen zelf proevenlaten uitvoeren verhoogt op verschillende vlakken (ondersteuning theorie, leren gebruiken vanmateriaal, motiveren van leerlingen, betekenis laten zien van fysica als “experimentele”wetenschap, het leren van de natuurwetenschappelijke methode ...) de betrokkenheid van deleerlingen en hun effectief leren.

Onder leerlingenproeven verstaat men een activiteit waarbij leerlingen alleen of in kleinegroepjes (2 à 3) zelfstandig (maar onder supervisie van de leraar) proeven (zowel kwalitatiefals kwantitatief) uitvoeren in verband met één of ander fysisch verschijnsel dat behoort tot hetleerpakket.Het laten uitvoeren van leerlingenproeven wordt geïntegreerd in het aanbrengen van de leer-stof (minimum 4 proeven per leerjaar).Het laten uitvoeren van leerlingenproeven streeft een aantal specifieke vaardigheden na: waar-nemen, instrumenten gebruiken, meten, meetresultaten ordenen en verwerken, grafieken op-stellen, besluiten formuleren, ... Daarnaast speelt het practicum een rol in de noodzakelijkeafwisseling van de onderwijssituatie en verhoogt het de betrokkenheid van de leerling bij hetleren door hem een stuk eigen verantwoordelijkheid te geven (motiveren, belangstelling wek-ken, ...).Deze doelen betekenen in de praktijk dat de leerlingenproeven in de tweede graad op harmo-nieuze wijze ingepast moeten zijn in het aanbrengen van de leerstof. In het eerste leerjaarbiedt het bestaande leerlingenmateriaal in verband met massadichtheid, deeltjestheorie, opticaen krachten voldoende mogelijkheden om deze leerstof op een leerlingenactieve manier aan tebrengen. Ook in het tweede leerjaar krijgt men daartoe voldoende kansen onder andere doorhet onderzoeken van de geleverde arbeid bij een hellend vlak, het energiegebruik of vermogenvan een apparaat, het verifiëren van gaswetten of het bepalen van de specifieke warmtecapaci-teit en specifieke smeltwarmte. De experimentele werkvorm heeft hier eveneens een gunstigeinvloed op de begripsvorming.

Bij het practicum voor de tweede graad gaat onze voorkeur uit naar een gesloten opdrachten-blad dat precieze instructies bevat. Toch moet men vermijden dat deze activiteit te “receptach-


tig” verloopt. Dit kan vermeden worden door doe-, denken schrijfopdrachten, tekenen eninterpreteren van grafieken. De antwoorden op de denkvragen moeten meer inhouden dan hetinvullen van een woord op het verslagblad. Door de leerlingen te laten reflecteren over hetresultaat kunnen ze in een aantal gevallen tot persoonlijke besluitvorming komen. Het leer-lingenpracticum verloopt onder supervisie van de leraar. De begeleiding is bij de aanvang hetbest gericht op de praktische problemen waarbij leerlingen soms vastlopen. Geleidelijk aanzal meer aandacht worden gegeven aan andere experimentele vaardigheden en klasdiscussie inverband met het resultaat.

3.3 De jaarplanning

Het afwerken van het leerplan is een dwingende plicht. Het behoort echter tot de pedagogi-sche vrijheid van de leraar eigen accenten te leggen. Gezien de verbreding van de doelstelling-en moet een leraar, die wat meer aandacht heeft voor contextfysica, dit wil zeggen mindernadruk legt op het bouwwerk van de theorie of zorgt voor een experimentele aanpak, niet intijdnood komen. De als uitbreiding aangeduide leerstofpunten zijn te beschouwen als nietverplicht. De leraar oordeelt zelf, rekening houdend met allerlei factoren, in welke mate hijbepaalde leerstofpunten in uitbreiding behandelt.

Om te helpen bij de jaarplanning kan onderstaand schema richtinggevend zijn.

Eerste leerjaar Aantal uren

1 Metrologie 2 Algemene eigenschappen van de materie

- Algemene eigenschappen- Inleiding tot het deeltjesmodel: fenomenologisch- Opstellen en toepassen van het deeltjesmodel

3 Optica- Lichtbronnen en donkere lichamen- Terugkaatsing bij vlakke spiegels- Lichtbreking- Optische toestellen

4 Krachten

1012

4 4 4

20 4 4 9 3

8

Totaal: 50

Tweede leerjaar Aantal uren

5 Herhaling meetnauwkeurigheid 6 Arbeid, energie en vermogen 7 Druk 8 De gaswetten 9 Temperatuur, warmtehoeveelheid en inwendige energie10 Faseovergangen

2 8 10 9 9 12

Totaal 50


3.4 Toepassingen - vraagstukken

Bij het oplossen van een standaardprobleem kan de oplossingsweg volstaan met: gegevensnoteren, vraag formuleren en de oplossing neerschrijven (toepassen van een formule). Niet alleproblemen zijn echter zo eenvoudig. Voor sommige opdrachten heb je meer gereedschap no-dig: daar moet je eerst via een tussenstap ontbrekende gegevens zoeken. De leerlingen wordenop deze opdrachten voorbereid door ze uit te laten gaan van elementaire problemen, die zemoeten leren combineren (voorbereiding). De oplossingen en de nieuwe denkpatronen worden door de leraar aangeboden maar moetendoor de leerling zelf geconstrueerd worden (aanpak en uitwerking). Er kunnen wel hints wor-den gegeven om hen daarbij te helpen. Dit garandeert dat leerlingen zich deze denkpatroneneigen maken en later in nieuwe situaties kunnen toepassen. Belangrijk hierbij is dat leerlingenkunnen uitleggen (verwoorden) hoe ze tewerk zijn gegaan bij het oplossen van problemen enwelk denkpatroon ze gehanteerd hebben (ontwikkelen van metacognitieve vaardigheden).Eveneens worden ze bijgebracht de oplossing aan een controle te onderwerpen (schatten vanhet resultaat, aantal beduidende cijfers, eenheid).

Bij het oplossen van vraagstukken zal het SI-eenhedenstelsel gebruikt worden. Er zijn uiter-aard ook niet-SI-eenheden die eveneens toegelaten zijn zoals bar, °C, ...Voor de naam, het symbool en de eenheid van de grootheden verwijzen we naar de Belgischenormen (NBN) die hieromtrent worden uitgevaardigd. Men kan zich hiervoor wenden tot:BIN (Belgisch Instituut voor Normalisatie), Brabançonnelaan 31 - 1040 Brussel.Het inoefenen van rekenvaardigheden in verband met het metriek stelsel staat niet op het pro-gramma vermeld. Er wordt verondersteld dat dit tot de parate kennis van de leerlingen be-hoort. Leraren die vaststellen dat dit niet zo is, zullen voor enige herhaling en inoefeningmoeten zorgen.Met het algemeen in gebruik nemen van het rekentoestel voor het verwerken van meetresulta-ten of bij het oplossen van vraagstukken is het nodig om aandacht te schenken aan het aantalcijfers in het resultaat. Leerlingen moeten met een elementair besef van nauwkeurigheid deresultaten van berekeningen kunnen weergeven. Het toepassen van foutentheorie voor leer-lingen in het secundair onderwijs is te omslachtig en te moeilijk. Het werken met beduidendecijfers en de vuistregels die we aanleren voor het berekenen van resultaten bieden hiervoor eeneenvoudige en elegante oplossing. Het toepassen van de benaderingsregels gebeurt consequentbij alle berekeningen.

3.5 Contexten

Fysica onderzoekt en beschrijft verschijnselen door middel van een bepaald soort regels, diewe fysische wetten noemen. Als we deze regels en wetten onderwijzen zonder ze nadrukkelijkte betrekken op de werkelijkheid bestaat het gevaar dat leerlingen fysica als een abstracte we-tenschap ervaren.Het fysicaonderwijs moet daarom in de toepassingen ook leefwereldgericht zijn. Werkelijkeof leefwereldsituaties zijn voor de leerlingen herkenbaar, geven betekenis en zijn bij een goedekeuze naar niveau en inhoud ten zeerste bruikbaar. Dergelijke situaties worden in vaktaalaangeduid als context. Contexten zijn praktijksituaties uit het dagelijkse leven en de maat-schappij, waarin leerlingen fysische principes en wetten herkennen en toepassen.

Contexten moeten aansluiten bij de vakinhoud, maar zijn zelden puur fysisch. Bijna altijd zijn


er raakvlakken met andere vakken. Contexten geven de leerlingen ook inzicht in het toepassen van de leerstof in hun dagelijkseomgeving, in het milieu, in de praktijk of de techniek. Bovendien verhogen ze de motivatiebij de leerlingen omdat de leerstof ‘betekenis’ krijgt en zinvoller overkomt. Voorbeelden vanbronnen voor contexten zijn artikels in tijdschriften en kranten. Deze laatsten vindt men ookterug in het Nederlands tijdschrift voor Natuurkundeonderwijs ‘Exaktueel’ (zie bibliografie).In deze optiek is het eveneens aangewezen de zaken eens historisch te situeren.Een context die ontleend is aan de ervaring of de leefwereld van de leerlingen biedt eveneensde mogelijkheid om de leerlingen problemen te laten oplossen in een realistische situatie.

3.6 Informatie- en communicatietechnologie (ICT)

ICT krijgt in ons onderwijs steeds meer aandacht. Terecht, want overal in onze samenleving isde evolutie op het vlak van de micro-elektronica zichtbaar (het Internet, cd-rom, DVD ... ). Het gebruik van de computer in de lessen fysica sluit dus niet alleen aan bij een dagelijkse rea-liteit maar levert ook een bijdrage tot goed onderwijs. Bij een correcte didactische implemen-tatie wordt het leerproces ondersteund, is er variatie in de werkvorm en worden leerlin-gen gemotiveerd. De computer biedt bovendien nieuwe didactische mogelijkheden zoals infor-matie verzamelen, meten en verwerken van meetgegevens, presenteren van meetgegevens viatabellen en grafieken. Daarnaast is de computer voor simulatie van modellen en processengoed te gebruiken. Hiervoor zijn een aantal systemen beschikbaar, zoals Inventa, Coach Lab,Pasco, ... Het VVKSO biedt een aantal computerprogramma’s aan zoals het kader labsoft ende basisexperimenten gaswetten en warmte. Leraars die in de fysicaklas een computer metinterfacekaart, meetpaneel en sensoren ter beschikking hebben, kunnen vanaf het tweede leer-jaar van de tweede graad van dit meetapparaat gebruikmaken om demonstratieproeven uit tevoeren. Zowel bij het opstellen als het uitvoeren van een demonstratieproef moet de aandachtvooral uitgaan naar de fysische aspecten van de proef en niet naar de registratie en de verwer-king. Zo kan men de invloed van de verschillende factoren op korte tijd onderzoeken.

Het zal wellicht nog enkele jaren duren voordat er voldoende computers in de klas voor deleerlingen ter beschikking zijn. Didactische vernieuwingen zoals het werken met modellenzouden dan in de klaspraktijk een kans moeten krijgen. Het toetsen met modellen en deze ver-gelijken met resultaten uit experimenten brengen een verbinding tot stand tussen het fysischfenomeen en hoe men denkt het te kunnen omschrijven. Pakketten die dit toelaten of andereinteractieve programma’s, creëren een nieuw type leeromgeving. Er kunnen veel meer openvragen worden gesteld, waar de leerling de computer kan inschakelen om er het antwoord opte vinden.Bij onderzoekend leren zijn contextrijke leersituaties belangrijk. Moderne media, zoals de cd-rom, kunnen in dit verband realistische beelden van fysische verschijnselen in de klas brengen.Hetgeen hierboven vermeld werd voor de computer, geldt ook in zekere mate voor andere au-diovisuele media zoals beeldplaat en video. Vrijwel alle school-tv-programma’s evenals eengroot aantal instructieve programma’s kunnen zinvol in klassituaties aangewend worden. Al-hoewel videobeelden nooit de werkelijkheid kunnen vervangen, kunnen enkele minuten vaneen goed videoprogramma soms beter inzicht bijbrengen dan uren frontaal lesgeven, zonder tespreken van de erbijhorende tijdwinst. Het gebruik van een retroprojector met goed leesbareof duidelijke transparanten beschouwen we als een verworvenheid. Ieder ICT-middel bezitzijn sterke en minder sterke punten.


Het gebruik van een dergelijk middel om een verschijnsel te tonen of een bepaald resultaat tebereiken vereist van de leraar een goede kennis, planning, voorbereiding en vaardigheden dienog onvoldoende gewaardeerd worden. Er dient wel gewaarschuwd voor overdrijving.

3.7 Veiligheid en milieu-aspecten

We leven in een maatschappij die steeds meer de invloed ondergaat van de technologie en deproducten en toestellen die die technologie voortbrengt. Deze producten en apparaten houdengevaren in. Aandacht voor veiligheid zou moeten behoren tot de courante burgerzin van elklid van onze maatschappij.Voor de exacte wetenschappen is er dus een taak weggelegd op dit domein want fysica, che-mie en biologie leveren de basiskennis in dit verband.Het fysisch begrippenkader is aanwezig om de leerlingen verantwoorde informatie in verbandmet veiligheid in de domeinen mechanica, druk, gassen en warmte te geven.Binnen de fysica hanteert men ook allerlei chemicaliën. Telkens wanneer dit gebeurt wijstmen de leerlingen zo nodig op allerlei veiligheidsaspecten in verband met het veilig omgaanmet stoffen (R- en S- zinnen, een goede etikettering). Het opbergen van de chemicaliën ge-beurt in daartoe aangepaste en af te sluiten kasten.Binnen het kader van de veiligheid speelt de goede inrichting van het vaklokaal een crucialerol. Vooral de elektrische installatie en een eventuele gasinstallatie vragen een bijzondere aan-dacht. De elektrische installatie wordt zeker beveiligd met een automatische verliesstroom-schakelaar en eventueel met een noodstop. Veiligheid vereist orde en netheid binnen het va-klokaal, zoals geen jassen en tassen laten rondslingeren.


4 LEERPLANDOELSTELLINGEN, LEERINHOUDEN EN DIDACTISCHEWENKEN

Er zijn per leerjaar 4 leerlingenproeven verplicht gesteld. Het is vanzelfsprekend toegelatenmeer leerlingenproeven te laten uitvoeren, die aansluiten bij de leerinhouden.(U) = staat voor uitbreiding.

EERSTE LEERJAAR

4.1 Metrologie

LEERPLANDOELSTELLINGEN LEERINHOUDEN

- Het onderscheid aangeven tussen 'groot-heid' en 'eenheid'.

- De gepaste toestellen kiezen om degrootheden lengte, massa, tijd, volume,temperatuur te meten.

- De SI-eenheden samen met hun respec-tievelijke veelvouden en delen van ho-gervermelde grootheden gebruiken.

Grootheden, eenheden, meettoestellen:lengte-, massa- , volume-, tijd-, tempera-tuurmeting

PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN

Sommige leerlingen hebben in het tweede leerjaar van de eerste graad de grootheden lengte,tijd, temperatuur, volume en massa leren kennen samen met hun SI-eenheden. Zij kennenmeettoestellen en hebben zelf metingen uitgevoerd. Zij hebben waarschijnlijk de meetresulta-ten in tabellen en diagrammen voorgesteld. Voor hen is een deel van deze leerstof een herhaling waarbij aan verdieping moet gedaan wor-den. Voor anderen is deze leerstof volkomen nieuw. Een grootheid is een meetbaar begrip.Wat de eenheden betreft moet worden aangegeven dat ze deel uitmaken van een coherent een-hedenstelsel, het SI-eenhedenstelsel.


- Uitgaande van de schaalverdeling, demeetnauwkeurigheid van het meetinstru-ment aangeven.

- Meetresultaten op een correcte wijzenoteren, rekening houdend met de nauw-keurigheid van metingen.

- Het juiste aantal beduidende cijfers be-palen in een resultaat via de benade-ringsregels.

Meetnauwkeurigheid- rechtstreekse metingen- werken met beduidende cijfers- berekeningen met meetresultaten:

benaderingsregels



De leerlingen beseffen mogelijks intuïtief dat een meetfout inherent is aan elke meting (uitvergelijkende metingen). Dan verstaan ze ook dat de nauwkeurigheid van een meting afhangtvan het gebruikte meettoestel en begrijpen ze de betekenis van beduidende cijfers. Een meet-fout geeft de mogelijke afwijking weer ten gevolge van de beperkingen van het toestel en demeetmethode. Een vergissing bij de waarneming is bijgevolg geen meetfout. Bij berekening-en met meetresultaten worden de benaderingsregels gebruikt: één voor som en verschil, en éénvoor product en deling. Er mag zeker niet overdreven worden met ellenlange reeksen oefe-ningen, waarbij gezocht is naar uitzonderlijke gevallen. Het toepassen van de benaderingsre-gels is een opgave die bij elke berekening gedurende het jaar (en vooral in het tweede leerjaarvan de tweede graad) altijd maar opnieuw wordt ingeoefend.


- Meetresultaten grafisch voorstellen ineen diagram waarbij zeker aandacht gaatnaar• het correct benoemen van de assen en

de eenheden aangeven,• de schaal en schaalaanduidingen juist

kiezen,• de meetresultaten correct aanbren-gen

in het rooster,• het verloop van een grafiek doorzien,

ondanks meetfouten.

Grafische voorstelling: recht evenredig-heid

- Evenredige verbanden herkennen vanuitgrafieken.


Uit het experiment volgen meetresultaten die in een tabel geplaatst worden. Met de meetresul-taten (getallenkoppels) wordt een grafiek getekend (de onafhankelijk veranderlijke komthorizontaal, de afhankelijk veranderlijke verticaal). Het opstellen van grafieken is zeer belang-rijk. Het is de visuele voorstelling van de meetresultaten. Bij grafieken dient bijzondere aan-dacht te gaan naar het benoemen van de assen en de bijbehorende eenheden. De aandacht zalgevestigd worden op het tekenen van de trend (er liggen meetpunten boven en onder de lijn,wat voor leerlingen soms onbegrijpelijk is en totaal verschillend van wat ze in de wiskundedoen). In het eerste leerjaar van de tweede graad blijft dit beperkt tot het recht evenredig ver-band (de rechte door de oorsprong). Uit de vaststelling van een rechte door de oorsprong volgtde conclusie van een constante verhouding.Het is vanzelfsprekend dat al deze leerstofinhouden voortdurend geïntegreerd zullen worden inde behandeling van andere leerstofonderdelen, bv. bij massadichtheid.Daarenboven is het belangrijk hierover verticaal vakoverleg te plegen, zodat vanaf het eersteleerjaar afspraken kunnen gemaakt worden die ongewijzigd worden meegenomen tot het laat-ste leerjaar.


4.2 Algemene eigenschappen en deeltjesmodel van de materie

4.2.1 Algemene eigenschappen


- Beschrijven hoe de relatie tussen massa,volume en dichtheid experimenteel be-paald wordt.

- Vanuit bovenvermelde relatie een bruik-bare formule voor massadichtheid op-stellen en dit omschrijven.

- Verwoorden hoe men te werk gaat bijhet bepalen van de massadichtheid vaneen vaste stof, een vloeistof, een gas.

- De dichtheid van een vaste stof, eenvloeistof of een gas experimenteel bepa-len.

- Opdrachten over massadichtheid oplos-sen op rekenkundige en grafische wijze.

Massa, volume, massadichtheid

Leerlingenproef: bepalen van de massa-dichtheid van een stof

Opdrachten


Volume en massa werden waarschijnlijk in het tweede leerjaar van de eerste graad experimen-teel aangebracht voor vaste stoffen en vloeistoffen. Men moet de leerlingen ook bijbrengen dat een gas of een gasmengsel (bv. lucht) eveneenseen massa heeft en dus ook een massadichtheid. Veel leerlingen realiseren zich dat niet.


- De drie aggregatietoestanden waarin eenstof kan voorkomen benoemen en ze on-derscheiden met behulp van uitwendigwaarneembare kenmerken (vorm, volu-me, samendrukbaarheid).

- De faseovergangen benoemen.- Een smelten een stolcurve aflezen en

interpreteren.

Aggregatietoestanden en faseovergan-gen


Samen met de aggregatietoestanden zal men de faseovergangen bestuderen en zal men hiergebruikmaken van temperatuur(tijd)diagrammen.Bij het verdampen beperkt men zich hier tot de verdamping binnen de vloeistof (kook-verschijnsel).


4.2.2 Inleiding tot het deeltjesmodel: fenomenologische benadering


Uit de deelbaarheid van de stof afleiden datde stof is opgebouwd uit uiterst kleine deeltjes.- Oplossen uitleggen als het delen van een

stof.- Uit de samendrukbaarheid afleiden dat er

tussen die deeltjes ruimte is.- Uit het verschil in deelbaarheid tussen

stoffen afleiden dat er krachten werk-zaam zijn tussen de deeltjes.

- De begrippen cohesie- en adhesiekrachtomschrijven.

- Voorbeelden uit het dagelijks leven her-kennen als toepassingen van cohesie enadhesie en ze als dusdanig verklaren.

- Verschillen in aggregatietoestanden ver-klaren met de verschillen in cohesiekrac-ht tussen de deeltjes.

- Beschrijven dat deeltjes bij een vloeistofen/of een gas geen vaste plaats innemen.

- Het begrip diffusie omschrijven.

Deelbaarheid en oplosbaarheid van stoffen

Samendrukbaarheid

Cohesie en adhesie

Diffusie

- De temperatuur als een belangrijke fac-tor bij de snelheid van diffusie toelich-ten.

- Voorbeelden uit het dagelijks leven her-kennen als toepassingen van diffusie enze als dusdanig verklaren.

Opdrachten


De bedoeling hier is via een aantal verschijnselen te komen tot enkele kenmerken, die in hetvolgend punt als uitgangspunt gaan dienen voor het opstellen van het deeltjesmodel van dematerie. Bij deelbaarheid hebben we het over uiterst kleine deeltjes, maar we behandelen ditniet als een bijkomend kenmerk. Dit om te vermijden dat de leerlingen de rode draad door deredenering verliezen. Zo behandelen we kenmerken als ondoordringbaarheid en poreusheid niet. Ze dragen immersniets essentieels bij tot het opstellen van het deeltjesmodel. Bij poreusheid gaat men soms deporiën in een voorwerp verkeerdelijk gebruiken om de (intermoleculaire) ruimte tussen dedeeltjes te illustreren.De manier van voorstellen van de deeltjes heeft geen belang. Soms worden ze wat al te na-drukkelijk als bolletjes voorgesteld, wat tot verkeerde voorstellingen kan leiden. De studievan de aard van de deeltjes gebeurt in de chemie.Bij cohesie en adhesie maakt men gebruik van een intuïtief krachtbegrip.


4.2.3 Opstellen en toepassen van het deeltjesmodel van de materie


- Het deeltjesmodel afleiden uit een aantalfenomenen en dit beschrijven.

- Enkele fysische verschijnselen met hetdeeltjesmodel verklaren.

Het deeltjesmodel van de materie

Aggregatietoestanden, Brownse bewe-ging


Uit vaststellingen van voor de leerlingen waarneembare feiten komt men tot het opstellen vanhet deeltjesmodel. Dit is voor de leerlingen een goede oefening in het wetenschappelijk denk-en. Hierbij zal de leraar uiteraard moeten helpen. Er wordt verwacht dat men tot volgendekenmerken komt:- de materie is opgebouwd uit zeer kleine deeltjes (via deelbaarheid),- er is ruimte tussen de deeltjes (via samendrukbaarheid),- de deeltjes bewegen (via diffusie),- de snelheid van de deeltjes neemt toe met de temperatuur (via diffusie),- er werken krachten tussen de deeltjes (via cohesie en adhesie).Men kan hier uitweiden over het modelconcept en over de beperkingen van de modelvoorstel-ling.Daarna kunnen een aantal verschijnselen verklaard worden met dit deeltjesmodel: de aggrega-tietoestanden, de Brownse beweging, kristalvorming (bij oplosbaarheid moet dan wel het be-grip concentratie aangebracht worden). Verdamping aan het vrij vloeistofoppervlak en ther-mische uitzetting komen in het tweede leerjaar van de tweede graad aan bod.

4.3 Optica

4.3.1 Lichtbronnen en donkere lichamen


- De begrippen lichtbron en donker licha-am omschrijven.

- Het verschil tussen natuurlijke en kunst-matige lichtbronnen omschrijven.

- Enkele lichtbronnen opnoemen.- De begrippen lichtstraal en lichtbundel

omschrijven.- De drie soorten lichtbundels herkennen,

benoemen en tekenen.- Het onderscheid tussen ondoorschijnen-

de, doorschijnende en doorzichtigelichamen toelichten.

- De rechtlijnige voortplanting van hetlicht in een homogeen midden toelich-ten.

Kunstmatige en natuurlijke lichtbronnen

Lichtstraal en lichtbundel

Verschil in lichtdoorlaatbaarheid


- Schaduwvorming verklaren als een toe-passing van de rechtlijnige voortplantingvan het licht.

- Het onderscheid tussen de schaduwvor-ming bij een puntvormige en eenniet-puntvormige lichtbron kunnen ver-woorden en voorstellen op een figuur.

- De begrippen halfschaduw en kernscha-duw herkennen en omschrijven.

- De maanfasen, de maansverduistering ende zonsverduistering schematisch voor-stellen.

Rechtlijnige voortbeweging van het licht

Toepassing: schaduwvorming (maanfa-sen, aard- en maansverduistering)

Opdrachten


De leraar zal een zekere ordening van lichtbronnen en donkere lichamen opstellen uitgaandevan voorbeelden, die door de leerlingen worden aangebracht.De rechtlijnige voortplanting van licht zal besproken worden samen met het principe van de"camera obscura".Schaduwvorming en verduistering van hemellichamen zullen gepresenteerd worden uitgaandevan bv. kartonnen modellen of computeranimaties.

4.3.2 Weerkaatsing bij vlakke spiegels


- De begrippen verstrooiing en terugkaat-sing omschrijven.

- De bredere betekenis van het begripspiegel in de fysica dan in het dagelijksleven toelichten.

- De weerkaatsingswetten van een lichtstraal bij een vlakke spiegel experimen-teel afleiden.

- De drie terugkaatsingswetten weergevenen ze toepassen.

- De beelden construeren die bij eenvlakke spiegel gevormd worden.

- Virtuele en reële beelden van elkaar on-derscheiden.

- In concrete of leefwereldsituaties hetgezichtsveld van een vlakke spiegel be-palen.

- Sferische spiegels onderscheiden in holleen bolle spiegels en het verschil tussenbeiden omschrijven. (U)

- De meetkundige kenmerken van een sfe-rische spiegel omschrijven en aanduiden

Terugkaatsingswetten

Leerlingenproef: afleiden van de weer-kaatsingswetten

Beeldvorming

Reële en virtuele beelden

Het gezichtsveld bij autospiegels, spie-gels op straathoeken, ... : opdrachten

Gebogen spiegels (U)


op een schematische voorstelling vaneen holle en bolle spiegel. (U)

- Het begrip brandpunt toelichten en dedaarbijbehorende bijzondere stralengan-gen bij sferische spiegels gebruiken. (U)

- Het beeld construeren van voor-werpspunten bij sferische spiegels,gebruikmakend van de bijzondere stra-lengangen, evenals van willekeurigestralengangen. (U)

- Eigenschappen van het gevormde beeldbij terugkaatsing op sferische spiegelsopnoemen. (U)

- Uit beeldconstructies de spiegelformulebij sferische spiegels afleiden. (U)


Lichtweerkaatsing kan aangebracht worden door de werking en de beeldvorming bij een vlak-ke spiegel uit te leggen. Deze leerstof wordt enkel kwalitatief gegeven.Bij de beeldconstructies mag men het niet laten voorkomen dat er alleen maar karakteristiekestralen zijn. Zeer essentieel is dat leerlingen experimenteel vaststellen dat bij één voorwerps-punt één beeldpunt hoort. Dit wil zeggen dat alle stralen die van het voorwerpspunt vertrek-ken, na terugkaatsing door het beeldpunt gaan. Voor de constructies gebruikt men wel de ka-rakteristieke stralen, omdat men die gemakkelijk kan tekenen. Daarna zal men ook willekeuri-ge lichtstralen laten tekenen.Reële beelden kan men opvangen op een scherm. Bij leerlingen ontstaat het idee dat dit beelder maar is zolang het scherm er is. Hierbij kan benadrukt worden dat het scherm dient omlicht te verstrooien naar alle richtingen zodat meerdere leerlingen gelijktijdig dit beeld kunnenwaarnemen. Men kan maar "iets" zien als men van dat "iets" licht in het oog krijgt.

4.3.3 Lichtbreking


- De begrippen grensvlak, invallendestraal, invalspunt, normaal, invalshoek,gebroken straal, brekingshoek omschrij-ven.

- Experimenteel de brekingswettentussen twee homogene middens terug-vinden.

- De brekingswetten weergeven en toepas-sen.

- Met behulp van de gegeven bre-kingsindex de stralengang construerenvan een lichtbreking van de ene midden-stof naar de andere.

Terminologie

Leerlingenproef: afleiden van de bre-kingswetten

Brekingswetten


- Totale terugkaatsing toelichten via destralengang.

- De verschillende soorten lenzen herken-nen en tekenen.

- De beelden construeren die door een bol-le lens gevormd worden.

- Berekeningen maken met optische gege-vens over voorwerps-, beeld-, brand-puntsafstand en vergroting.

- Het beeld bij holle lenzen construerenvoor verschillende voorwerpsafstanden.(U)

- De lichtbreking door een prisma besc-hrijven.

- De lichtbreking door een planparallelleplaat toelichten (U)

Totale terugkaatsing, grenshoek

Bolle lenzen en beeldvorming bij bollelenzen, lenzenformule, lineaire vergro-ting

Opdrachten

Holle lenzen en beeldvorming bij hollelenzen (U)

Prisma

Planparallelle plaat (U)


Bij breking maakt men gebruik van het sinusbegrip dat op een eenvoudige meetkundige ma-nier dient te worden aangebracht.Bij de wet van Snellius wordt de brekingsindex gegeven als een verhouding van twee sinus-sen. De brekingsindex van een bepaald midden is gedefinieerd als de verhouding van de licht-snelheid in het luchtledige tot die in het beschouwde midden.

Bij bolle lenzen bedoelen we met de lenzenformule1

+ 1

= 1

v b fIn verband met lenzen bestaan er heel wat animaties voor pc (freeware), die de beeldvormingmooi laten zien. Eventueel kan dergelijke software geïntegreerd worden in de oefeningen.

4.3.4 Optische toestellen


Een eenvoudige voorstelling van enkeleoptische toestellen en de beeldvormingkunnen omschrijven.

Het oog: bijziend, verziend, accommo-datieOptische toestellen


Bij de keuze van optische toestellen neemt men minstens één voorbeeld met een reëel beeld enéén met een virtueel beeld. Er is keuze uit de loep, diaprojector, overheadprojector, micro-scoop, fototoestel, verrekijker, sterrenkijker, ...De leerlingen vernemen best iets over de optische werking van het oog. Men maakt afsprakenmet de leraar biologie ten einde overlappingen te vermijden. Het is de bedoeling in te gaan openkele afwijkingen van het oog, zoals onder andere bijziendheid, verziendheid en oudver-


ziendheid.

4.4 Krachten


- Krachten herkennen als oorzaak van ver-vorming.

- Voorbeelden geven waarbij krachtoptreedt als oorzaak van vervorming.

- Het belang van het vectorieel karaktervan kracht toelichten.

- Een kracht meten door gebruik te makenvan een dynamometer.

- Uit de massa van een voorwerp dezwaartekracht op dat voorwerp bepalen.

Kracht als oorzaak van vervorming

Vectoriële voorstelling van een krachtEenheid van krachtMeten van krachten met de dynamome-terTwee voorbeelden• zwaartekracht en gewicht• veerkracht

- Het onderscheid tussen massa,zwaartekracht en gewicht omschrijven.

- De krachtconstante van een veer experi-menteel bepalen.

- De wet van Hooke toepassen. - Op een grafische wijze krachten samen-

stellen en ontbinden, indien ze hetzelfdeaangrijpingspunt hebben.

Leerlingenproef: bepalen van de veer-constanteWet van Hooke: grafische voorstellingen opdrachtenSamenstellen en ontbinden van krachtenmet hetzelfde aangrijpingspunt.


Van krachten kan men enkel de uitwerking waarnemen. Vanuit voorbeelden door de leerlingaangebracht (eventueel aangevuld met voorbeelden uit de sportwereld) kan men er vlug toekomen dat we die uitwerkingen kunnen opdelen in een statische en een dynamische. In heteerste leerjaar van de tweede graad wordt er nu enkel dieper ingegaan op de statische uitwer-king van een kracht.De eenheid van kracht kan op dit ogenblik niet wetenschappelijk ingevoerd worden. De een-heid newton zal dus zonder meer gegeven worden.De zwaartekracht is een veldkracht omdat er krachtwerking is op afstand. Met de dynamome-ter kan aangetoond worden dat de zwaartekracht op een voorwerp recht evenredig is met demassa van dit voorwerp. De waarde van het constant quotiënt Fz / m karakteriseert de sterktevan dit veld. Die constante (evenredigheidsfactor) wordt voorgesteld door g (Fz = m.g). De eenheid van g is de N/kg. De waarde van g is plaatsafhankelijk. Vooroefeningen nemen we de waarde aan het aardoppervlak, nl. 9,81 N/kg.g wordt veldsterkte of zwaarteveldsterkte genoemd. We spreken niet van valversnelling, om-dat het begrip versnelling nog niet bekend is (de eenheid m/s2 is trouwens ook nog niet ge-kend).Het gewicht van een lichaam is de kracht die het uitoefent op zijn ondersteuning of ophan-ging. Vallende voorwerpen zijn dus gewichtloos.


TWEEDE LEERJAAR

4.5 Herhaling meetnauwkeurigheid


- Meetresultaten juist aflezen met het cor-rect aantal beduidende cijfers.

- Bij berekeningen met meetresultaten enin oefeningen de benaderingsregels toe-passen.

Herhaling- Beduidende cijfers bij meetresultaten- Beduidende cijfers bij berekeningen


Het gaat hier om herhaling van vorig jaar, zodat dit niet afzonderlijk, maar eerder geïntegreerdin de loop van het jaar kan behandeld worden. Bij elke berekening bij opdrachten of practicais het de bedoeling deze benaderingsregels te gebruiken en zo verder in te oefenen.Aangezien de meeste formules producten of quotiënten zijn kan bij de leerlingen de indrukontstaan dat in alle gevallen het aantal beduidende cijfers van belang is. Bij som en verschilspeelt de rangorde van het laatste cijfer een rol.

4.6 Arbeid, energie en vermogen


- Voorbeelden geven dat kracht zowelvervorming als verandering van debewegingstoestand kan veroorzaken.

- De arbeid van een constante krachtberekenen als kracht en verplaatsingevenwijdig zijn.

- Energie omschrijven in relatie met hetbegrip arbeid.

- Voorbeelden geven en herkennen vanverschillende energievormen.Het beginsel van behoud van energieweergeven.

- Het begrip vermogen omschrijven.- Het rendement van een energieomzetting

bepalen.- Met een kwalitatief of kwantitatief expe-

riment de begrippen arbeid, vermogen ofenergie illustreren.

- Ethische en milieu-aspecten, die in deenergiesector optreden, aangeven.

Kracht• oorzaak van vervorming (herhaling)• oorzaak van verandering van

bewegingstoestandArbeid geleverd door een constantekrachtEnergie

Energievormen, behoud van energie

VermogenRendementLeerlingenproef: metingen in verbandmet arbeid en/of energie en/of vermogen

Opdrachten in verband met arbeid, energie en vermogen



Aangezien dat we bij de definitie van arbeid kracht als een oorzaak van verandering van bewe-gingstoestand nodig hebben is dit een uitstekende gelegenheid om de definitie vankracht te herhalen.Arbeid kan experimenteel ingeleid worden via een hellend vlak: het product van kracht en ver-plaatsing is even groot voor een massa die we verticaal of langs een hellend vlak optillen.Er moet duidelijk gemaakt worden dat het begrip arbeid in de fysica iets anders betekent danin het dagelijks leven. In de fysica is er kracht en beweging nodig om over arbeid te kunnenspreken. Als je een boekentas boven het hoofd houdt verricht je volgens de fysica geen arbeid. Toch kost het moeite, want energie wordt omgezet in thermische energie.De relatie tussen arbeid, kracht en verplaatsing wordt gegeven in de eenvoudigste vorm, name-lijk in het geval kracht en verplaatsing dezelfde richting en zin hebben.Bij de eerste kennismaking met het begrip energie moet het de leerlingen duidelijk zijn welkebelangrijke rol het begrip energie speelt in allerlei fysische verschijnselen. Verschillendeverschijningsvormen van energie zoals bewegingsenergie, thermische energie, chemischeenergie, elektrische energie, gravitatie-energie, ... moeten bondig worden besproken.Men zal het feit vermelden dat daar waar energieomzettingen plaatsvinden, er arbeid verrichtwordt.Bij het begrip vermogen zal men de leerlingen attent maken op het feit dat deze grootheidwerd ingevoerd om arbeidsprestaties te vergelijken. Dan wordt ook duidelijk waarom vermo-gen is gedefinieerd als arbeid per tijdseenheid. Een contextuele behandeling (bv. vermogenontwikkeld bij het fietsen) is hier mogelijk.Het gebruik van elektrische energie wordt in de praktijk gemeten met een kWh-teller. Via dittoestel kan het vermogen van enkele elektrische toestellen gemeten worden.Het beginsel van behoud van energie wordt als een beginsel (een axioma) aangebracht. In ver-band met energieomzettingen kan men ook inspelen op wat de leerlingen aan voorkennis mee-brengen vanuit Technologische opvoeding (eerste graad). Men kan hier ook wijzen op eenmilieuvriendelijke energieomzetting en de ethische reflex die dit oproept (bv. STEG-centrale,windmolenpark). Het rendement van energieomzettingen kan geïllustreerd worden via een-voudige kwantitatieve opdrachten.


4.7 Druk


- Het begrip druk afleiden uit kracht enoppervlakte en de grootte ervanberekenen.

- Kracht berekenen uit druk en oppervlak-te.

- Het beginsel van Pascal formuleren enaan de hand hiervan praktische toepas-singen verklaren.

- De formule van de hydrostatische drukgeven en de druk in een vloeistof bere-kenen.

- De wet van Archimedes geven en toe-passen.

- De wet van de verbonden vaten verkla-ren en concrete toepassingen hiervangeven.

- Omschrijven hoe je de druk van een gasmeet.

- De begrippen boven- en onderdruk vaneen gas uitleggen.

- Omschrijven hoe je de luchtdruk meet.

Druk op vaste stoffen, definitie en een-heid en opdrachten

Druk op en in vloeistoffen - beginsel van Pascal en toepassingen:

hydraulische pers, rempedaal- hydrostatische druk en toepassingen:

verbonden vaten, wet van Archimedesen opdrachten

Druk in gassen- druk in gassen, meten van drukken,

over- en onderdruk- luchtdruk en luchtdrukmetingenen opdrachten


Men start met de studie van druk op vaste stoffen (praktische voorbeelden dienen als uitgangs-punt). Bij het aanbrengen van de SI-eenheden, kan men best direct het verband leggen met baren mbar die nog bij heel wat manometers gebruikt wordt.Men kan de invloed van de druk op een vloeistof behandelen met bv. een hydraulische pers,een hydraulisch remsysteem.Aansluitend op hydrostatische druk worden verbonden vaten bestudeerd.Aansluitend op de wet van Archimedes zal men spreken over zinken, zweven, stijgen en drij-ven. Dit sluit nauw aan bij de realiteit.De druk bij gassen kan vanuit het deeltjesmodel worden toegelicht: druk bij gassen is een bot-singsdruk.


4.8 Gaswetten


- De gaswetten geven en gebruiken.- Recht evenredige en omgekeerd

evenredige verbanden herkennenvanuit de grafiek.

- Voor een vaste hoeveelheid gas experi-menteel het verband tussen tweetoestandsgrootheden verifiëren als dederde constant gehouden wordt.

- Vraagstukken in verband met gassenoplossen.

- De universele gasconstante en de speci-fieke gasconstante berekenen.

- De wet van Dalton afleiden en toepas-sen. (U)

- Het begrip partieeldruk toelichten. (U)

Gaswet bij constante temperatuurGaswet bij constante drukGaswet bij constant volume

Leerlingenproef: één van de gaswettenexperimenteel verifiëren en grafischweergeven

Algemene gaswet, universele gascon-stante, specifieke gasconstanteOpdrachten in verband met de gaswet-(ten)

Wet van Dalton (U)


De gaswetten worden nogal eens aangegeven met de naam/namen van de onderzoekers die zevoor de eerste keer zouden geformuleerd hebben. Er is absoluut geen eensgezindheid daarom-trent. Voorzichtigheid is hier dus geboden.De gaswetten worden experimenteel afgeleid. Hierbij moet men duidelijk vermelden welkegrootheden constant blijven (geldigheidsvoorwaarde). Het is tevens de ideale gelegenheid omde grafische voorstelling van meetresultaten zinvol aan te wenden en te wijzen op de beperkt-heid van het ideaalgasmodel. Bij de gaswet bij constante temperatuur wordt stilgestaan bij hetomgekeerd evenredig verband en hoe dit grafisch te herkennen is.De volumewet bij constante druk is bijzonder interessant om aan te tonen hoe men met eeneenvoudig experiment tot een belangrijk inzicht kan komen, nl. het bestaan van een absoluutnulpunt.Elk van de gaswetten kan via het deeltjesmodel worden toegelicht.Bij de universele gasconstante maakt men gebruik van het molair volume bij standaardom-standigheden. Horizontaal vakoverleg met de collega chemie is hier aangewezen.

4.9 Temperatuur, warmtehoeveelheid en inwendige energie


- Het begrip temperatuur in verbandbrengen met de kinetische energie vande deeltjes.

- Het verschijnsel uitzetting verklaren viahet deeltjesmodel.

- Het begrip uitzettingscoëfficiënt inter-preteren en toepassen.

Het begrip temperatuur

Uitzetting

Uitzettingscoëfficiënt van vaste stoffenen vloeistoffen en opdrachten


- Het verband tussen warmtehoeveelheiden inwendige energie verwoorden.

- Het ontstaan van thermisch evenwichttoelichten en het gevolg ervan verwoord-en.

- Warmtehoeveelheid en temperatuurve-randering van elkaar onderschei-den.

- De factoren die de temperatuurverande-ring van een vaste stof of vloeistofbeïnvloeden toelichten.

- Bij warmteuitswisseling de energieba-lans toepassen, zowel kwalitatief alskwantitatief.

- De begrippen soortelijke warmtecapaci-teit van een stof en warmtecapaciteit vaneen lichaam omschrijven.

- De specifieke warmtecapaciteit van eenvaste stof of vloeistof bepalen.

- Aan de hand van het deeltjesmodel deverschillende mechanismen van energie-transport omschrijven.

- Toelichten waarom er bij gassen zoweleen specifieke warmtecapaciteit bij con-stant volume als bij constante druk is.(U)

Het begrip warmte en het begrip inwen-dige energie

Specifieke (soortelijke) warmtecapaci-teit bij vaste stoffen en vloeistoffen enopdrachten

Warmtecapaciteit van een calorimeter

Leerlingenproef: bepaling van de speci-fieke warmtecapaciteit van een vastestof of een vloeistofEnergietransport: geleiding, stroming enstralingSpecifieke warmtecapaciteit bij gassen(U)


Bij de studie van de warmte moet zeker gesproken worden over de inwendige energie van delichamen. Deze inwendige energie kan op verschillende manieren overgedragen worden opandere lichamen. Warmte is dus een transportvorm van energie.Het is niet de bedoeling alle mogelijke formules in verband met de uitzetting van vaste stoffenen vloeistoffen af te leiden. Het begrip uitzettingscoëfficiënt komt wel aan bod en er zal ge-wezen worden op het verschil in ordegrootte tussen de uitzettingscoëfficiënt bij vaste stoffenen vloeistoffen. Het verschijnsel thermische uitzetting kan vanuit het deeltjesmodel wordentoegelicht. Naast enkele technische toepassingen en gevolgen van de uitzetting kan eveneens het bijzon-der uitzettingsverloop van water besproken worden.Langs eenvoudige experimentele weg (met de calorimeter) is het mogelijk de formule voor dewarmtehoeveelheid af te leiden, waarbij c als de specifieke warmtecapaciteit van een stofwordt gedefinieerd.De specifieke warmtecapaciteit van vaste stoffen kan worden gemeten.Het is hierbij nodig de warmtecapaciteit C van een lichaam, in het bijzonder de calorimeter,te definiëren en eventueel experimenteel te bepalen. In dit kader kan een eenvoudige benadering van de drie transportfenomenen gebeuren. Menkan goede en slechte geleiding bij vaste stoffen, vloeistoffen en gassen met behulp van hetdeeltjesmodel verklaren. Hierbij kan men beroep doen op allerlei kleine demonstratieproeven.De dagelijkse realiteit en talrijke toepassingen kunnen hierbij betrokken worden. Hetzelfdegeldt uiteraard voor stroming en straling.


4.10 Faseovergangen

4.10.1 Smelten en stollen


- Smelten en stollen toelichten vanuit hetdeeltjesmodel.

- Het verschil tussen merkbare en latentewarmte toelichten.

- Het begrip specifieke smeltwarmte (enstollingswarmte) definiëren en gebrui-ken.

- Experimenteel de specifieke smelt-warmte van een stof bepalen.

- De gelijkheid van smelten stoltempera-tuur bij gelijke druk beschrijven.

- De invloed van de druk op de smelttem-peratuur toelichten en illustreren via desmeltlijn.

- De verschillende gebieden typisch voorde vaste en/of vloeibare toestand vande stof in het p(T)-diagram aanduiden.Overgangen tussen verschillende toe-standen beschrijven.

- IJs als een belangrijke uitzondering opde algemene regel beschrijven.

Het smelten stolproces

Specifieke smelten stollingswarmte

Leerlingenproef: bepaling van de speci-fieke smeltwarmte van ijs

Invloed van de druk op de smelttempera-tuur

p(T)-grafiek: smeltlijn


Door een temperatuurstijging gaan de deeltjes niet alleen sneller bewegen, maar ook verdervan elkaar komen te zitten, waardoor de cohesiekrachten kleiner worden en de vaste structuurwordt verbroken. Bij het dichtheidsmaximum van water bij 4 °C kan het overleven van vissenonder een dikke ijslaag als illustratie aangehaald worden.


4.10.2 Verdampen, koken en condenseren


- Aan de hand van het deeltjesmodel eenaantal factoren aangeven die de verdam-ping in de dampkring beïn-vloeden.

- Het verdampingsverschijnsel in een af-gesloten luchtledige ruimte be-schrijven.

- Het onderscheid tussen een onverzadig-de en verzadigde damp toelichten.

- Het dynamisch evenwicht vloeistof-damp verklaren aan de hand van hetdeeltjesmodel.

- De vorm van de maximumdampdruk-curve in het p(T)-diagram van een verza-digde damp verantwoorden.

- De verschillende gebieden in het p(T)-diagram aanduiden.

- Het kookverschijnsel beschrijven.- De invloed van de druk op de kooktem-

peratuur beschrijven en verklaren.- Enkele toepassingen van de invloed van

de druk op de kooktemperatuur toelich-ten met behulp van de maximumdamp-drukcurve.

- Het condensatieverschijnsel beschrij-venen toelichten.

- De definitie van soortelijke of specifiekeverdampings- en condensatiewarmte ge-ven en toepassen.

- De betekenis van de begrippen kritischetemperatuur en druk toelichten en hetkritisch punt aanduiden op demaximumdampdrukcurve. (U)

Verdamping in de dampkring

Verdamping in een afgesloten luchtledi-ge ruimte

Onderscheid tussen onverzadigde enverzadigde dampHet begrip maximumdampdruk

De maximumdampdrukcurve

Het kookverschijnselDrukafhankelijkheid van het kookpunt• koken onder verlaagde druk• koken onder verhoogde druk

Het condensatieverschijnsel

De specifieke verdampings- en conden-satiewarmte

Kritisch punt (U)


Bij de studie van verdamping en condensatie kan hygrometrie en/of distillatie (beginsel vanWatt) als toepassing gegeven worden.Zweten is een middel van ons lichaam om af te koelen. De verdamping bij het transpirerenonttrekt warmte aan het lichaam. Het leveren van inspanningen bij hoge luchtvochtigheid isbijgevolg een probleem.


De invloed van de druk op het koken kan worden onderzocht en verklaard. Ook hier zijn be-langrijke toepassingen (o.a. de snelkookpan). Op grote hoogte neemt de luchtdruk af, met eenlager kookpunt tot gevolg, waardoor het voor alpinisten langer duurt vooraleer hun potje gaaris.

4.10.3 Sublimeren (U)


- De invloed van de druk op de sublima-tietemperatuur toelichten en verklaren.

- De sublimatielijn schetsen (algemenevorm).

- De verschillende gebieden typisch voorde vaste toestand, verzadigde en onver-zadigde damp in het p(T)-diagram aanduiden. De overgangentussen verschillende toestanden beschrij-ven.

Drukafhankelijkheid van de sublimatie-temperatuur

De sublimatielijn

4.10.4 Toestandsdiagram: p(T)-diagram en tripelpunt (U)


- De smelt-, kook- en sublimatielijn voor-stellen in één diagram.

- De verschillende gebieden aanduiden inhet toestandsdiagram en de overgangentussen de verschillende toestanden -beschrijven.

- Het tripelpunt toelichten.- Verklaren waarom bij normtoestand vas-

te stoffen al of niet sublimeren.

Het toestandsdiagram van een zuiverestof

Het tripelpunt


Het toestandsdiagram is een mooie synthese van het leerstofonderdeel faseovergangen. Het iseen gelegenheid om de leerlingen via de grafische voorstelling te wijzen op de harmonischesamenhang in de natuur.De ligging van het tripelpunt tegenover de atmosferische druk verklaart waarom wij waterkennen als een stof met een normaal smelten kookpunt en waarom wij koolstofdioxide ken-nen als een stof met een normaal sublimatiepunt.


5 EVALUATIE

Met het invoeren van de algemene eindtermen heeft AV Fysica als vak een bredere betekenisgekregen en zijn de na te streven doelstellingen verruimd: het vak niet als doel, maar als mid-del, de inhouden van het vak als gereedschap om iets met die kennis, inzichten, attitudes envaardigheden te doen in andere domeinen, ook buiten de school. Niet enkel als voorbereidingop een vervolgopleiding, maar ook om beter te functioneren in de leefwereld.

De nadruk ligt op het aanleren van cognitieve vaardigheden (structureren, analyseren, kritischverwerken, plannen, oriënteren, reflecteren). Deze vaardigheden moeten we vertalen naar heteigen vakgebied. Ze inoefenen en toepassen heeft zijn gevolgen voor de vraagstelling bij zelf-standige opdrachten, toetsen en proefwerken. Ze vergroten de betrokkenheid van de leerlingenbij het leerproces (leerstof verwerken en het leerproces sturen) en kunnen een bijdrage leverenaan het leren leren.Zo kan men bij het geven van huiswerk een onderscheid maken tussen leer-en maakwerk enbij het opstellen van toetsen naast de schoolse opgaven (open vragen, denkvragen, meerkeu-zetoetsen, vraagstukken) gebruikmaken van contexten. Een context beschrijft een actuele enherkenbare praktijksituatie. Uit zo een situatiebeschrijving halen leerlingen informatie, waaropze aangeleerde vaardigheden kunnen toepassen, vragen kritisch beantwoorden (bv. ethischeaspecten) en opdrachten afwerken. Dergelijke huiswerken of toetsen worden als een zinvolleinspirerende uitdaging ervaren. Bij de proefwerken gaat het niet om de controle van de leerprestaties, maar om het vaststellenin welke mate de leerlingen de vakspecifieke doelstellingen beheersen. Daarom moeten devragen en opdrachten zo goed mogelijk verdeeld zijn over alle mogelijke combinaties vanleerstof en vaardigheden die door de leerplandoelstellingen worden nagestreefd. Indien we hetexperimentele belangrijk vinden, dan moet er toch iets van terug te vinden zijn in de proefwer-ken.Proefwerken dienen gevarieerd te zijn naar vorm en inhoud (reproductie, denkvragen, vraag-stukken, meerkeuzetoetsen ...) en zo opgesteld te worden dat iedereen kan scoren maar het ge-heel toch voldoende discriminerend werkt om een betrouwbaar inzicht in de mogelijkhedenvan de leerlingen te krijgen. Minstens zo belangrijk als de inhoud van een proefwerk, is de wijze waarop het wordt in- ge-richt. Men dient te voorkomen dat leerlingen het gevoel krijgen dat het allemaal ‘buiten henom gebeurt’. De leerlingen moeten weten wat van hen verwacht wordt. Het gaat niet alleenom verboden en geboden, maar ook om de beschikbare tijd en hoe hun resultaten beoordeeldgaan worden.Om na te gaan in welke mate deze doelstellingen door de leerlingen bereikt zijn, mag de eva-luatie praktisch permanent gebeuren. Zowel hun werk in de klas (de actieve deelname aan deonderwijsleergesprekken, het oplossen van vraagstukken en denkvragen) en de resultaten bijmondelinge of schriftelijke beurten komen voor de eindevaluatie in aanmerking. Problemen in verband met het bereiken van sociale vaardigheden (sociaal contact, samenwer-king ...) en persoonlijkheidsontwikkeling (beheersing, doorzettingsvermogen, handigheid, co-1rdinatie ...) moeten door observatie worden vastgelegd.Tot slot kunnen bij de argumenten die tot de eindevaluatie hebben geleid, aanwijzingen ensuggesties gegeven worden die het verdere leerproces van de leerling bevorderen.


6 MINIMALE MATERIELE VEREISTEN

Het noodzakelijke materiaal kan men opsplitsen in twee groepen. De infrastructuur van hetgebruikte vaklokaal en het proevenmateriaal voor demonstratieproeven.

6.1 Inrichting van het lokaal

De leraar beschikt over een ruime demonstratietafel met water en energievoorziening. Er iseen afvoerbak vooraan. Er is eveneens een overheadprojector en projectiescherm voorzienvoor het gebruik van transparanten. Het lokaal moet verduisterd kunnen worden in verband met proeven en optica en projectie.Binnen het lokaal of aangrenzend, moet voldoende bergingsmogelijkheid aanwezig zijn voorhet proevenmateriaal.

6.2 Basismateriaal

- Computer met aangepaste software- Statieven- Glaswerk (bekers en dergelijke)- Verwarmingselementen- Thermometers

6.3 Specifiek materiaal

6.3.1 Metrologie

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

6.3.2 Algemene eigenschappen van de materie

Materiaal voor het bepalen van de massadichtheid bij vaste stoffen, vloeistoffen en gassen.Voorwerpen en producten ter illustratie van de algemene eigenschappen van de materie en hetdeeltjesmodel

6.3.3 Optica

Basismateriaal voor het uitvoeren van proeven in verband met voortplanting, terugkaatsing enbreking van het licht, met onder andere vlakke spiegel, bolle lenzen, prisma, twee optischetoestellen

6.3.4 Krachten

Spiraalveer, dynamometers, massa’s

6.3.5 Herhaling meetnauwkeurigheid


6.3.6 Arbeid - energie - vermogen

Materiaal waarbij energieomzettingen kunnen worden aangetoond, zoals bv. wiel van Max-well (jojo), lichtmeter van Crookes, zonnecel, dynamo

6.3.7 Druk

Toestellen en voorwerpen om de druk aan te tonen bij vaste stoffen, in en op vloeistoffen engassen, met inbegrip van het meten van de luchtdruk Materiaal om het beginsel van verbonden vaten te illustreren Materiaal om wet van Archimedes aan te tonen en om de verschijnselen zinken, zweven, stij-gen en drijven te illustreren

6.3.8 Gaswetten

Materiaal voor het verifiëren van de gaswetten

6.3.9 Temperatuur, warmtehoeveelheid en inwendige energie

Calorimeter Materiaal om uitzetting te illustreren

6.3.10 Faseovergangen

Materiaal om de specifieke smeltwarmte en de specifieke verdampingswarmte van water tebepalen Materiaal om het onderscheid tussen een verzadigde en een onverzadigde damp aan te tonen Materiaal om de maximumdampdrukcurve van water op te meten

7 BIBLIOGRAFIE

7.1 Schoolboeken

De leraar zat de verschillende catalogi van de verschillende uitgeverijen raadplegen.

7.2 Tabellenboeken, vademecums

- INAV, Informatie Natuurwetenschappen Vlaanderen, Plantyn, Antwerpen.- Wetenschappelijk Vademecum, Pelckmans.- Werken met Grootheden en Wettelijke eenheden, ir. A. Angenon, Die Keure, Brugge.- Cahiers voor didactiek, Tijd voor fysicavraagstukken, Wolters/Plantyn, 1999.

7.3 Uitgaven van pedagogisch-didactische centra en navormingscentra

- DINAC, Bonnefantenstraat 1, 3500 Hasselt.


- Eekhoutcentrum, KULAK, Universitaire Campus, 8500 Kortrijk.- Pedic, Coupure Rechts 314, 9000 Gent.- Vliebergh-Sencieleergangen: Fysica, Naamsestraat 61, 3000 Leuven.- Syllabi Navorming VVKSO, Integratie van de computer in de fysica.- en andere.

7.4 Tijdschriften

Onder andere:

- Exaktueel, Tijdschrift voor Natuurkundeonderwijs, Afdeling Didactiek NatuurkundeKUN, Toernooiveld 1, 6525 ED Nijmegen.

- Archimedes, Drukkerij ten Brink Meppel B.V., Postbus 1064, 7940 K.B. Meppel.- NVOX, Tijdschrift voor Natuurwetenschappen op school, Westerse Drift 77,

9752 LC Haren.- VeLeWe, Tijdschrift van de Vereniging van Leraars in de Wetenschappen, Mollenveld-

wijk 30, 3271 Zichem.

7.5 Internetsites

Bij het zoeken naar contextrijke en technische toepassingen kan de leraar het Internet raad-plegen. Daarnaast hebben een aantal didactische centra hun eigen website, waar interessantelinks, data van bijscholingen, nuttige adressen ... te vinden zijn.

8 LIJST VAN DE GEMEENSCHAPPELIJKE EINDTERMEN VOOR WETENSCHAPPEN

8.1 Onderzoekend leren

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

1 relevante parameters of gegevens aangeven en hierover doelgericht informatie opzoeken.2 een eigen hypothese (bewering, verwachting) formuleren en aangeven waarop deze steunt.3 omstandigheden die een waargenomen effect kunnen beïnvloeden inschatten.4 resultaten van experimenten en waarnemingen afwegen tegenover de verwachte resultaten,

rekening houdende met omstandigheden die de resultaten kunnen beïnvloeden.5 experimenten of waarnemingen in klassituaties met situaties uit de leefwereld verbinden.6 doelgericht, vanuit een hypothese of verwachting, waarnemen.7 alleen of in groep waarnemings- en andere gegevens mondeling of schriftelijk verwoorden.8 alleen of in groep, een opdracht uitvoeren en er verslag van uitbrengen.9 informatie op elektronische dragers raadplegen en verwerken.10 een fysisch, chemisch of biologisch verschijnsel of proces met behulp van een model

voorstellen en uitleggen.11 in het kader van een experiment een meettoestel aflezen.


12 samenhangen in schema’s of andere ordeningsmiddelen weergeven.

8.2 Wetenschap en samenleving

De leerlingen kunnen

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

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

15 een voorbeeld geven van nadelige (neven)effecten van natuurwetenschappelijke toepas-singen.

16 met een voorbeeld sociale en ecologische gevolgen van natuurwetenschappelijke toepas-singen illustreren.

17 met een voorbeeld illustreren dat economische en ecologische belangen de ontwikkelingvan de natuurwetenschappen kunnen richten, bevorderen of vertragen.

18 met een voorbeeld verduidelijken dat natuurwetenschappen behoren tot cultuur, namelijk verworven opvattingen die door meerdere personen worden gedeeld en die aananderen overdraagbaar zijn.

19 met een voorbeeld de ethische dimensie van natuurwetenschappen illustreren en een eigenstandpunt daaromtrent argumenteren.

20 het belang van biologie of chemie of fysica in het beroepsleven illustreren.21 natuurwetenschappelijke kennis veilig en milieubewust toepassen bij dagelijkse activitei-

ten en observaties.

8.3 Attitudes

De leerlingen

*22 zijn gemotiveerd om een eigen mening te verwoorden.*23 houden rekening met de mening van anderen.*24 zijn bereid om resultaten van zelfstandige opdrachten objectief voor te stellen.*25 zijn bereid om samen te werken.*26 onderscheiden feiten van meningen of vermoedens.*27 beoordelen eigen werk en werk van anderen kritisch en objectief.*28 trekken conclusies die ze kunnen verantwoorden.*29 hebben aandacht voor het correcte en nauwkeurige gebruik van wetenschappelijke termi-

nologie, symbolen, eenheden en data.*30 zijn ingesteld op het veilig en milieubewust uitvoeren van een experiment.*31 houden zich aan de instructies en voorschriften bij het uitvoeren van opdrachten.*32 hebben aandacht voor de eigen gezondheid en die van de anderen.

fysica tweede graad tso biotechnische...

Documents