LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS
Vak:
1/2 lt/w
AV Fysica Basisvorming en specifiek gedeelte
Studierichting:
Industriële wetenschappen
Studiegebied:
Mechanica - elektriciteit
Onderwijsvorm:
TSO
Graad:
Tweede graad
Leerjaar:
Eerste en tweede leerjaar
Leerplannummer:
2013/007 (vervangt 2012/029)
Nummer inspectie:
2013/861/1//V15 (vervangt 2012/737/1//D)
pedaGOgische begeleidingsdienst Emile Jacqmainlaan 20 1000 Brussel
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
1
INHOUD Visie ..........................................................................................................................................................2 Beginsituatie .............................................................................................................................................3 Algemene doelstellingen ..........................................................................................................................4 Leerplandoelstellingen / leerinhouden/specifieke didactische wenken ....................................................9 Algemeen Pedagogisch-didactische wenken .........................................................................................24 VOET ......................................................................................................................................................27 Het open leercentrum en de ICT- integratie ...........................................................................................28 Minimale materiële vereisten ..................................................................................................................31 Evaluatie .................................................................................................................................................34 Bibliografie ..............................................................................................................................................37 Bijlage 1 ..................................................................................................................................................38
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
2
VISIE Wetenschappen zijn een belangrijke component van onze cultuur. Ze reiken niet alleen middelen en methoden aan om de materiële werkelijkheid te begrijpen, maar ook om deze werkelijkheid te veranderen overeenkomstig de menselijke noden. Wetenschappen bepalen in belangrijke mate het wereldbeeld van de maatschappij. Omgekeerd hebben waarden en opvattingen die in de samenleving leven ook een invloed op de wetenschappen en op hun ontwikkeling. Wetenschappen beogen de natuurlijke nieuwsgierigheid van jongeren tegenover de hen omringende wereld te stimuleren en te ondersteunen door er een wetenschappelijke fundering aan te geven. Dit gebeurt door hen in beperkte mate te introduceren in verschillende benaderingen van de natuurwetenschappen, namelijk:
wetenschappen als middel om toestanden en verschijnselen uit de dagelijkse ervaringswereld te verklaren. Hier gaat het om het leggen van de verbinding tussen praktische toepassingen uit het dagelijkse leven en natuurwetenschappelijke kennis;
wetenschappen als middel om op proefondervindelijke wijze gefundeerde kennis over de werkelijkheid te vinden. Het gaat dan om het ontwikkelen van een rationeel en objectief raamwerk voor het oplossen van problemen en het begrijpen van concepten die de verschillende natuurwetenschappelijke disciplines met elkaar verbinden;
wetenschappen als middel om via haar technische toepassingen de materiële leefomstandigheden te verbeteren. Leerlingen herkennen hoe natuurwetenschappelijke ontwikkelingen invloed hebben op hun persoonlijke, sociale en fysieke omgeving;
wetenschappen als cultuurverschijnsel en natuurwetenschap als mensenwerk. Leerlingen hebben notie van historische, filosofische, sociale en ethische aspecten van de natuurwetenschappen. Hierdoor zien en begrijpen ze relaties met andere disciplines. De leerlingen van de richting Industriële wetenschappen worden voorbereid om als burger deel te nemen aan een moderne duurzame kennismaatschappij. In een steeds veranderende maatschappij zullen zij een actieve rol spelen als burger en als gebruiker van wetenschappelijke kennis en zullen zij bijdragen tot technologische innovatie. Zij beschikken over wetenschappelijke vaardigheden en zij zijn voldoende communicatievaardig om de relaties tussen wetenschappen en de contextgebieden: duurzaamheid, cultuur en maatschappij te duiden. Bij deze functies zal de leerling nood hebben aan een fundamentele basiskennis van de wetenschappen en zal hij probleemoplossende vaardigheden en technisch-technologische vaardigheden gebruiken. Zo zal de leerling ook verschillende attitudes nodig hebben om levenslang te leren, om in groep of zelfstandig, nauwkeurig en milieubewust te werken.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
3
BEGINSITUATIE De leerlingen die kiezen voor de richting Industriële wetenschappen tweede graad hebben een duidelijke belangstelling voor wetenschappen en techniek. Alle leerlingen die de tweede graad aanvatten, hebben de leerplandoelstellingen van het vak natuurwetenschappen van de eerste graad (A- stroom) bereikt. Tijdens de lessen natuurwetenschappen hebben ze kennis gemaakt met enkele kernbegrippen van materie, energie, interactie tussen materie en energie en systemen. Verschijnselen uit de niet-levende en de levende natuur komen beide aan bod. Aspecten uit de niet-levende natuur zijn onder andere het deeltjesmodel, omkeerbare en niet- omkeerbare stofomzettingen. Naast inhoudelijke leerplandoelstellingen hebben de leerlingen ook een aantal wetenschappelijke vaardigheden en informatievaardigheden ingeoefend. De leerlingen uit de basisopties Industriële wetenschappen, Latijn en Moderne wetenschappen hebben ruimer kennis kunnen maken met wetenschappelijke vaardigheden, de wetenschappelijke methode en leren onderzoeken tijdens het Wetenschappelijk werk natuurwetenschappen. Het is duidelijk dat we in de tweede graad starten met leerlingen die op een verschillend niveau vaardigheden hebben ingeoefend naargelang de gekozen basisoptie.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
4
ALGEMENE DOELSTELLINGEN Naast de constructie van kennis en inzicht in een vakspecifiek begrippenkader ontwikkelen leerlingen ook wetenschappelijke vaardigheden en communicatievaardigheden. Wetenschappelijke vaardigheden Tijdens de lessen fysica voeren de leerlingen minimaal 2 leerlingenproeven tijdens het eerste leerjaar en 4 leerlingenproeven tijdens het tweede leerjaar van de tweede graad uit. Bij elke leerlingenproef moet een rapportering worden uitgevoerd en zal afhankelijk van het experiment/opdracht een aantal algemene doelstellingen worden nagestreefd. De vakgroep wetenschappen zorgt hierbij voor een evenwichtige opbouw van de leerlijn “leren onderzoeken/onderzoekend leren”. Leerlingen hebben tijdens de eerste graad kennis gemaakt met fasen van de natuurwetenschappelijke methode en zetten in de tweede graad de ontwikkeling van de wetenschappelijke vaardigheden verder. Om de beginsituatie van de leerlingen bij aanvang van de tweede graad duidelijk te stellen is een overleg tussen de leraars van de eerste en tweede graad noodzakelijk, zodat het duidelijk is welke deelvaardigheden van de natuurwetenschappelijk methode de leerlingen tijdens de eerste graad hebben geoefend. De uitdrukking in de algemene doelstellingen “onder begeleiding …. uitvoeren” betekent dat de leerlingen de activiteiten uitvoeren waarbij zij de wetenschappelijke vaardigheden bewust en stapsgewijs inoefenen onder leiding van de leraar. Bij de uitvoering van de leerlingenproeven worden zo een aantal algemene doelstellingen geselecteerd en ingeoefend door de leerlingen. De uitvoering van proeven en opdrachten is maar effectief indien de leerlingen zelf ontdekkend en actief kunnen leren en werken. Het is van belang dat de leraar er voor zorgt dat de leerlingen voldoende ruimte krijgen voor eigen werk en ontwikkeling. Met een leerlingenproef wordt bedoeld een proef die de leerlingen zelfstandig (onder begeleiding) in kleine groepjes (max. drie leerlingen) uitvoeren, verwerken en ook rapporteren in de vorm van een persoonlijk verslag. Indien er in de klas maar één proefopstelling in voorraad is kan het experiment worden uitgevoerd als klasproef. De werkvorm waarbij verschillende opstellingen worden aangeboden als een roterend leerlingenpracticum kan wel als leerlingenproef fungeren. Bij de aanvang van elke leerlingenproef voldoende aandacht besteden aan de veiligheidsaspecten. Leerlingen moeten voldoende op de hoogte zijn van de gevaren van bepaalde opstellingen, stoffen of instrumenten. Ook zal de leraar aandacht besteden aan andere attitudes zoals zin voor samenwerking en respect voor materiaal en milieu. Een klasgroep van twintig leerlingen is voor de uitvoering van leerlingenproeven didactisch verantwoord en wat veiligheid betreft aanvaardbaar. Tijdens de uitvoering van demo - experimenten kan steeds een didactische aanpak toegepast worden waarbij tijdens elke fase van de demoproef de algemene doelstellingen geëxpliciteerd en nagestreefd worden (onderzoekend leren).
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
5
Algemene doelstellingen bij de ontwikkeling wetenschappelijke vaardigheden en het gebruik van de natuurwetenschappelijke methode
nummer algemene doelstelling
nummer van de eindterm natuurwetenschappen
AD1
Onder begeleiding informatie over een gegeven natuurwetenschappelijk verschijnsel verzamelen en ordenen. (oriëntatie)
G1
AD2
Onder begeleiding bij een natuurwetenschappelijk verschijnsel een onderzoeksvraag opstellen en eventueel een hypothese formuleren. (onderzoeksvraag en hypothese)
G2, G6
AD3
Onder begeleiding een methode of een onderzoeksplan opstellen om de gestelde vraag te onderzoeken. (onderzoeksplan)
G1
Wenken
De probleemsituatie duidelijk beschrijven en zichtbaar maken voor de leerlingen, eventueel met schematische tekening de situatie verduidelijken;
De factoren die invloed hebben benoemen en ordenen in relevante en niet relevante factoren;
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
6
Met enkele vragen de voorkennis van de leerlingen toetsen en eventueel bijsturen;
Vanuit de concrete situatie mogelijke vragen formuleren om zo te komen tot een duidelijke hoofdvraag;
Bij de formulering van de hoofdvraag aandacht hebben voor de factoren die constant blijven tijdens het onderzoek en voor de gegevens bij de proef;
Laat de leerlingen eerst voor zichzelf en daarna in groep een mogelijke hypothese of veronderstelling over het antwoord op de hoofdvraag formuleren;
Vanuit de hoofdvraag een plan voor de uitvoering van de proef opstellen;
De werking van de meettoestellen en apparaten toelichten.
AD4
Het onderzoeksplan uitvoeren en de resultaten overzichtelijk en nauwkeurig ordenen. (uitvoering)
G4, G5
AD5
Tijdens de uitvoering van de opdracht/experiment veilig en verantwoord omgaan met stoffen, voorwerpen en toestellen. (uitvoering)
G4, G5, G11
AD6
Bij het noteren van de meetwaarden de correcte wetenschappelijke terminologie, symbolen en SI - eenheden gebruiken en hierbij rekening houden met de meetnauwkeurigheid van het meettoestel.(verwerking)
G4, G5
AD7
Bij de verwerking van de meetresultaten rekening houden met het aantal beduidende cijfers.(verwerking)
G4, G5
AD8
De waarneming/meetwaarden ordenen in een tabel en/of voorstellen in een grafiek.(verwerking)
G4, G5
Wenken
Bij de uitvoering en het maken van de opstelling het belang van de correcte lezing van de instructies benadrukken;
Bij de uitvoering van de proef planmatig en efficiënt leren werken met respect voor de omgeving en de materialen;
Bij het ordenen van de meetresultaten in een tabel de correcte symbolen en SI – eenheden gebruiken;
De specifieke voordelen van het ordenen van meetwaarden in een tabel of grafiek toelichten;
De leerlingen moeten inzien dat meettoestellen een beperkte nauwkeurigheid bezitten. Bij verwerking van de meetresultaten en het rapporteren over de meetresultaten de vereenvoudigde regels voor beduidende cijfers gebruiken;
Het gebruik van de wetenschappelijke notatie is niet noodzakelijk bij het weergeven van de meetresultaten;
Een tabel gebruiken om verbanden tussen grootheden te bepalen;
De grafische voorstelling interpreteren en in verband brengen met de onderzoeksvraag. (recht evenredige en omgekeerd evenredige verbanden);
Een grootheid en de eenheid uit een grafiek afleiden.(richtingscoëfficiënt, oppervlakte);
Leerlingen kunnen bij het maken van grafieken met een rekenblad het verband tussen grootheden weergeven via de optie “trendlijn”, indien mogelijk vakoverschrijdend werken.
AD9
Onder begeleiding uit de waarnemingen/meetwaarden/grafieken conclusies trekken en het resultaat evalueren.(besluit en evaluatie)
G3, G7, G8
AD10
Onder begeleiding over een opdracht/onderzoek rapporteren.(rapportering)
G7, G8
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
7
Wenken
Het besluit formuleren in samenhang met de gestelde onderzoeksvraag en de geformuleerde hypothese;
Afhankelijk van het type onderzoek de resultaten evalueren door vergelijking met waarden uit tabellenboek;
Bij de evaluatie het onderzoeksplan kritisch beoordelen en eventuele tekorten aangeven of een verbeterde versie van het plan opnieuw uitvoeren;
“Onder begeleiding … evalueren” kan gebeuren via een aantal gerichte vragen en opdrachten;
Leerlingen leren rapporteren en communiceren over de resultaten van de proef door het maken van een verslag, eventueel aangevuld met een poster of presentatie;
De leerlingen leren zelfstandig een verslag maken en gebruiken hierbij zoveel mogelijk ICT;
Het verslag bevat minimaal volgende punten; - doel van de proef in de verwoording van een onderzoeksvraag; - hypothese(eventueel); - beschrijving of tekening van de opstelling; - plan of werkwijze met notatie van de waarnemingen en/of meetwaarden; - het besluit.
Het is belangrijk dat de verslaggeving persoonlijk gebeurt en dat leerlingen het verslag nauwkeurig en met de nodige discipline leren afmaken. Bij het aanleren van de opmaak van een verslag kan eventueel een voorgedrukt werkblad ter ondersteuning worden gebruikt. Leerlingen leren zo onder begeleiding rapporteren in de vorm van een verslag;
Doordat het verslag een apart werkstuk is van een leerling wordt deze taak in de evaluatie opgenomen. Bij de bespreking van de resultaten van de leerlingenproef is het van belang om hierover klassikaal te rapporteren. Bij de evaluatie van de leerlingenproef aandacht hebben voor verschillende vaardigheden en attitudes die bij uitvoering van de proef en het maken van het verslag aan bod komen: goede meetresultaten, nauwkeurigheid, respect voor het materiaal, samenwerking, uitvoeren van instructies, aandacht voor veiligheid …
WETENSCHAP EN SAMENLEVING In het domein “wetenschap en samenleving” maken de leerlingen kennis met de maatschappelijke relevantie en verschillende toepassingen van wetenschappelijke kennis. Vanuit de contextgebieden duurzaamheid, cultuur en maatschappij worden een aantal communicatievaardigheden ingeoefend. De leerlingen leren hierbij op een efficiënte manier informatie verwerven, verwerken, presenteren en maken hierbij zoveel mogelijk gebruik van ICT. Leerlingen voeren minimum één informatieopdracht uit tijdens de tweede graad voor één van de contextgebieden: duurzaamheid, cultuur en maatschappij.
AD11
Bij het verduidelijken van en het zoeken naar oplossingen voor duurzaamheidvraagstukken wetenschappelijke principes hanteren die betrekking hebben op grondstoffenverbruik, energieverbruik, biodiversiteit en het leefmilieu.(duurzaamheid)
AD12
De natuurwetenschappen als onderdeel van de culturele ontwikkeling duiden.(cultuur)
G9, G18, G13
AD13
De wisselwerking tussen natuurwetenschappen en de maatschappij op ecologisch, ethisch en technisch vlak illustreren.(maatschappij)
G9, G16, G17, G20
Wenken
G9, G14, G19
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
8
De informatieopdracht behandelt in overleg met de vakgroep minstens één van de volgende contextgebieden. Duurzaamheid:
gebruik van hernieuwbare energiebronnen, passief huis…;
rendement van technische systemen zoals verbrandingsmotor, zonnecel …
Cultuur:
kennis van optische verschijnselen bij het gebruik van toestellen zoals bril, fototoestel, glasvezel in de geneeskunde en in de communicatie…;
het gebruik van wetenschappelijke kennis en moderne technologieën in hedendaagse kunst toelichten;
het verschil tussen wetenschappelijke kennis en pseudo – wetenschappelijke kennis kunnen duiden.
Maatschappij
belang van technische ontwikkelingen in de geneeskunde en communicatie;
kennis van energieomzettingen en rendement bij praktisch en duurzaam energiegebruik in de woning. Om de informatievaardigheden van leerlingen te ontwikkelen is het noodzakelijk dat leerlingen informatie efficiënt leren opzoeken (gebruik van zoekmachines) en dat zij informatie kunnen verwerken tot een leesbare en goed gestructureerde tekst of korte presentatie. Doordat de opdracht een apart werkstuk is van één of enkele leerling(en) is het aan te bevelen om deze taak in de evaluatie op te nemen. Informatie- en communicatievaardigheden kunnen ingeoefend worden door verschillende actieve werkvormen aan bod te laten komen: een discussiegesprek waarbij gefundeerde argumenten worden gebruikt; een stellingenspel of andere werkvorm waarbij de communicatie wordt geactiveerd; een presentatie van een onderzoek met gebruik van een poster, PowerPoint presentatie; taalactiverende opdrachten of taalondersteunende opdracht zoals een slangenspel, placemat, bingo·; verslag van bedrijfsbezoek of natuureducatief centrum, musea of wetenschapscentra; expert als gastleraar in de school; projectwerk/informatieopdracht over technische toepassingen, historische figuren… ; gebruik van artikels uit de media of internet; gebruik van een begrippenkaart.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
9
LEERPLANDOELSTELLINGEN / LEERINHOUDEN/SPECIFIEKE DIDACTISCHE WENKEN Bij elke leerplandoelstelling wordt in de eerste kolom een verwijzing gemaakt naar één van de volgende symbolen: G: het nummer van de vakgebonden eindterm natuurwetenschappen; U: leerplandoelstellingen die cursief staan zijn bedoeld als uitbreiding en zijn niet verplicht; de uitvoering van minimaal twee leerlingenproeven in het eerste leerjaar en vier leerlingenproeven in het tweede leerjaar is verplicht, de leerplandoelstellingen i.v.m. leerlingenproeven zijn suggesties; de uitvoering van één informatieopdracht per graad is verplicht. Leerlingenproeven Het is aanbevolen om tijdens het eerste leerjaar één leerlingenproef uit te voeren bij het deel massadichtheid of krachten en één leerlingenproef in verband met het deel “licht”; Attitudes: (*G22-*G32) Tijdens de uitvoering van de leerlingenproeven de ontwikkeling van attitudes zoals taakgerichtheid, respect voor materiaal en milieu(afvalverwerking), in groep werken, zin voor nauwkeurigheid en veiligheid nastreven. De beoordeling van deze vakgebonden attitudes kunnen in de evaluatie van de leerlingenproef worden opgenomen. Het is aangewezen om een leerlijn voor de ontwikkeling van onderzoeksvaardigheden en attitudes met de vakgroep te bespreken. Informatieopdracht Leerplandoelstellingen die technische toepassingen omschrijven, kunnen tijdens de les aan bod komen of zijn een suggestie voor de informatieopdracht; Bij de planning van de informatieopdracht de verdeling van de contextgebieden cultuur, duurzaamheid en maatschappij met de vakgroep afspreken. Leerinhouden Bij de begrippen: massadichtheid, zwaartekracht, veerkracht, druk, hydrostatische druk, arbeid, energie, vermogen, rendement, specifieke warmtecapaciteit wordt van de leerlingen verwacht dat zij de begrippen op kwalitatief en kwantitatief niveau kunnen hanteren; Met het hanteren van een formule op kwalitatief niveau verwerven leerlingen inzicht en kennis over de formule. Zij kunnen hierbij de relatie tussen de grootheden verwoorden en een recht en omgekeerd evenredig verband in de formule herkennen. De leerlingen kunnen gebruikmakend van de formule kwalitatief aangeven welke de invloed van een verandering van een grootheid is. Zo kunnen zij bijvoorbeeld toelichten dat bij een F verdubbeling van de oppervlakte A in de formule voor druk p , de druk p zal halveren bij een bepaalde kracht F; A Met een formule hanteren op kwantitatief niveau wordt verwacht dat de leerlingen inzicht en kennis hebben in de formule en dat zij de formule ook correct kunnen toepassen of gebruiken. Dit betekent dat de leerling de formule in de juiste situatie gebruikt, juist invult en de berekening correct kan uitvoeren. Bij het eindresultaat kan de leerling beoordelen of het resultaat realistisch is en een antwoord is op het gevraagde; Bijlage 1 geeft een overzicht van de fysica formules.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
10
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen 1
G11
HET SI- EENHEDENSTELSEL
Grootheid, eenheid
het verschil tussen een grootheid en een eenheid verwoorden. G11
2
de hoofdgrootheden en SI- basiseenheden omschrijven.
Hoofdgrootheden en basiseenheden
G11
3
de belangrijkste voorvoegsels omschrijven en gebruiken bij omzettingen tussen eenheden.
Afgeleide eenheden, omzettingen
G11
4
beduidende cijfers gebruiken bij de notatie van een meetresultaat of een berekening met meetresultaten.
Beduidende cijfers
G8, G22*G32*
5
vragen en vraagstukken oplossen i.v.m. het SI- eenhedenstelsel.
Vragen en vraagstukken
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Aandacht vestigen op het verschil tussen grootheden en eenheden met hun respectievelijke symbolen. Het verschil tussen grootheden en variabelen (x, y) uit de wiskunde aangeven. In de fysica hoort bij elk getal een eenheid en het getal is nu een maatgetal van de grootheid (1); Het is niet bedoeling de wetenschappelijke definitie van de hoofdeenheden te bespreken. Bij de notatie van de waarde van een grootheid aandacht hebben voor de meetnauwkeurigheid van het meettoestel. Bij berekeningen met meetresultaten de vereenvoudigde regels voor beduidende cijfers gebruiken. Bij het maken van opgaven is het best het aantal beduidende cijfers van de gegevens tot drie te beperken (2,4); Aandacht hebben voor de moeilijkheid die leerlingen hebben bij de omzetting van de decimale schrijfwijze van een tijdstip naar de schrijfwijze met uren en minuten en omgekeerd (3); De noodzaak om voorvoegsels te gebruiken doordat het werkterrein van de fysica zich uitstrekt van de microscopisch kleine massa van een atoom tot het reusachtig grote heelal en van de zeer korte periode van een atoomklok tot de leeftijd van het heelal (3).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
6
MASSADICHTHEID
Massadichtheid
de dichtheid van een stof als stofconstante verwoorden en berekenen. G1-G12, G22*-G32*
7
de dichtheid van een vaste stof, vloeistof of gas bepalen en deze methode beschrijven.
Leerlingenproef: bepaling van de dichtheid van een vaste stof, vloeistof of gas
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
11
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G8, G22*G32*
8
vragen en vraagstukken oplossen i.v.m. dichtheid.
Vragen en vraagstukken
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Laat de leerlingen het begrip dichtheid met een concreet voorbeeld op een eigen manier correct verwoorden en oefen veelvuldig in het omzetten van de eenheden (6); Laat de leerlingen op een experimentele manier de stofconstante dichtheid ontdekken van een vaste stof of vloeistof. (7); Tijdens de leerlingenproef over dichtheid leren de leerlingen een aantal apparaten gebruiken zoals: de balans (digitaal), meetlat, maatglas… werk systematisch met duidelijke afspraken voor de leerlingen (7); Breng de verschillende vaardigheden voor het uitvoeren van de proef stapsgewijs aan en besteed voldoende aandacht aan het maken van een grafische voorstelling. Geef hierbij aan dat we de punten van de grafiek niet punt per punt verbinden maar een rechte tekenen die zo goed mogelijk aansluit bij de punten. Breng de richtingscoëfficiënt van de rechte in verband met de dichtheid van de stof (7); Inzicht ontwikkelen in de grootteorde van de dichtheden en de dichtheid van een stof in een tabel leren opzoeken (6,8).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
9
KRACHTEN
Kracht, effecten van een kracht
het begrip kracht als fysische grootheid beschrijven en de effecten van een kracht illustreren. G10
10
de informatie die een vectorvoorstelling bevat toelichten en de krachtvectoren op schaal tekenen.
Vectorvoorstelling van een kracht
G10
11
krachten volgens dezelfde richting samenstellen.
Resultante van krachten met dezelfde richting
G10
12
de zwaartekracht op de massa van een voorwerp berekenen en de zwaarteveldsterkte verwoorden.
Zwaartekracht, zwaarteveldsterkte
G10
13
het verband beschrijven tussen de vervorming van een elastisch systeem en de uitgeoefende kracht en het verband grafisch voorstellen.
Veerkracht, veerconstante
G1-G12, G22*-G32*
14
de veerconstante van een veer experimenteel bepalen.
Leerlingenproef: bepaling van de veerconstante van een veer
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
12
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G8, G22*G32*
15
vragen en vraagstukken oplossen i.v.m. krachten.
Vragen en vraagstukken
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Het begrip kracht met verschillende voorbeelden illustreren en hierbij het onderscheid aangeven tussen een krachtwerking door contact en een krachtwerking op afstand (9); De effecten van een kracht met praktische voorbeelden illustreren (9); Bij de vectorvoorstelling de krachten tekenen met een krachtenschaal en duidelijk het verschil tussen een vectoriële grootheid en een niet-vectoriële grootheid aangeven. Besteed voldoende aandacht aan de positie van het aangrijpingspunt van de vector in de figuur (10); Het begrip zwaarteveldsterkte invoeren waarbij een massa van één kilogram wordt aangetrokken met een kracht van 9,81 N. Verduidelijk het onderscheid tussen massa en gewicht (12); Met de waarde van de veldsterkte g = 9,81 N/kg de zwaartekracht Fz op een voorwerp met een gegeven massa m berekenen, Fz = m g (12); Bij bepaling van de grootte van de kracht leren de leerlingen met een dynamometer werken en bij de experimentele bepaling van de veerconstante is er een mogelijkheid om de leerlingen een geijkte krachtmeter te laten ontwerpen (14).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
16
LICHT
Lichtbron, donker lichaam, rechtlijnige voortplanting, lichtbundel
Voortplanting van het licht de begrippen lichtbron, lichtstraal, donker lichaam, rechtlijnige voortplanting en lichtbundel omschrijven en met een voorbeeld illustreren. G10
17
het principe van de camera obscura uitleggen.(U)
Camera obscura (U)
G10
18
Terugkaatsing bij vlakke spiegels
Gerichte terugkaatsing, diffuse terugkaatsing
gerichte en diffuse terugkaatsing beschrijven aan de hand van een voorbeeld. G1-G12, G22*-G32*
19
een experiment i.v.m. terugkaatsing uitvoeren.
Leerlingenproef: i.v.m. terugkaatsing
G10
20
de terugkaatsingwetten formuleren en de stralengang construeren.
Wetten van de terugkaatsing
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
13
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
21
het beeld bij een vlakke spiegel construeren en de eigenschappen van het beeld toelichten.
Constructie van het beeld bij een vlakke spiegel
G8, G22*G32*
22
vragen en opdrachten uitvoeren i.v.m. voortplanting en terugkaatsing van licht.
Vragen en opdrachten
G10
23
Breking van het licht
Brekingsverschijnsel
het brekingsverschijnsel beschrijven en de stralengang construeren. G1-G12, G22*-G32*
24
een experiment i.v.m. breking uitvoeren.
Leerlingenproef: i.v.m. breking
G1-G12, G22*-G32*
25
beeldvorming bij de dunnen bolle lens experimenteel verifiëren.
Leerlingenproef: beeldvorming bij de dunne bolle lens
G10
26
het beeld bij dunne bolle lenzen construeren en de eigenschappen van het beeld toelichten.
Beeldvorming bij de dunne bolle lens
G10
27
de beeldvorming bij het menselijk oog beschrijven.
Beeldvorming bij menselijk oog: bijziend, verziend
G9, G14,G15 G20, G21
28
technische toepassingen(maatschappij, cultuur) beschrijven i.v.m. licht.
Optische toestellen, kunstwerken
G8, G22*G32*
29
vragen en opdrachten uitvoeren i.v.m. breking.
Vragen en opdrachten
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Voortplanting van het licht Tijdens het tweede leerjaar eerste graad hebben de leerlingen in het vak natuurwetenschappen kennis gemaakt met energievormen en energieomzettingen. Volgende leerplandoelstellingen zijn aan bod gekomen: (16);
het onderscheid tussen lichtbronnen en donkere lichamen beschrijven met een voorbeeld;
uit waarnemingen vaststellen dat licht uit verschillende kleuren bestaat.
Benadrukken dat je maar voorwerpen kan zien doordat het licht van dat voorwerp op je oog invalt. Het voorwerp zendt zelf licht uit of het weerkaatst licht ook in de richting van je ogen (16); Het principe van de camera obscura met eenvoudig materiaal illustreren. Opletten voor de vorming van het beeld dat ontstaat uit de overlapping van de verschillende lichtvlekken afkomstig van de opening (17);
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
14
Terugkaatsing Het gebruik van applets over beeldvorming bij spiegels ondersteunt het begripsvermogen en inzicht van de leerlingen (21). Breking Bij het brekingsverschijnsel de begrippen grensvlak, gebroken straal en brekingshoek toelichten (23); Het brekingsverschijnsel illustreren met schijneffecten zoals schijnbare verhoging van een voorwerp onder water, evenwijdige verschuiving, totale terugkaatsing (23-24); Met eenvoudige experimenten verduidelijken dat het invallend licht op doorzichtige voorwerpen gedeeltelijk terugkaatst en gedeeltelijk breekt (23); Bij de beeldvorming bij een lens er op wijzen dat naast de hoofdstralen er ook andere stralen afkomstig van de lichtbron het beeld vormen. Hierbij ook aandacht besteden aan de misvatting waarbij leerlingen denken dat een gedeelte van het beeld verdwijnt indien een gedeelte van de lens wordt afgedekt (26); Het gebruik van applets over beeldvorming bij lenzen ondersteunt het begripsvermogen en inzicht van de leerlingen (26); Bij de bespreking van de beeldvorming bij het menselijk oog en de oogafwijkingen is overleg met de leraar biologie aangewezen (27); Technische toepassingen zoals de ontwikkeling van het fototoestel, het gebruik van spiegels in het verkeer, het gebruik van optische vezels in de geneeskunde, gebruik van optische verschijnselen in kunstwerken kunnen aan bod komen bij de uitvoering van de informatieopdracht (28).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
30
DRUK
Begrip druk bij vaste stoffen
Druk bij vaste stoffen het begrip druk vanuit kracht en oppervlakte toelichten en de grootte ervan berekenen. G10
31
omzettingen maken tussen de afgeleide eenheden van druk en de grootteorde aangeven.
Grootteorde van drukken eenheden: Pa, hPa, bar, mbar
G9, G14, G15, G20, G21
32
technische toepassingen beschrijven i.v.m. druk bij vaste stoffen.
Technische toepassingen bij druk
G8, G22*G32*
33
vragen en vraagstukken i.v.m. druk bij vaste stoffen oplossen.
Vragen en vraagstukken
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Het is ook aangewezen om een grootteordeschaal van de druk te bespreken en te illustreren met voorbeelden (30,31); De omzettingen van eenheden van druk herhaaldelijk inoefenen (31);
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
15
Als context kan men verschillende voorbeelden bespreken waarbij een vergroting van het oppervlak een drukverkleining teweegbrengt of omgekeerd zoals: sneeuwschoenen, een nagelbed, gevolgen van een verkeersongeval (airbag, scherpe randen) (32,33).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G5, G10
34
Druk bij vloeistoffen
Hydrostatische druk
de druk in een vloeistof verklaren en de grootte van de vloeistofdruk berekenen. G5, G10
35
de drukvoortplanting op een vloeistof beschrijven en een praktisch voorbeeld ervan omschrijven.
Wet van Pascal
G5, G10
36
de evenwichtsvoorwaarde voor twee niet-mengbare vloeistoffen in een U-vormige buis opstellen.
Verbonden vaten
G1-G12, G22*-G32$
37
uit het evenwicht van twee niet-mengbare vloeistoffen de dichtheid van één van de vloeistoffen bepalen.
Leerlingenproef: Bepaling van de dichtheid van een vloeistof met een U-vormige buis
G5, G10
38
de invloedsfactoren op de grootte van de archimedeskracht omschrijven en de grootte van de kracht in een eenvoudige situatie berekenen.
Wet van Archimedes
G1-G12, G22*-G32*
39
onder begeleiding een proef in verband met de archimedeskracht uitvoeren.
Leerlingenproef: Proef i.v.m. de wet van Archimedes
G5, G10
40
uit het zinken, zweven en drijven van een voorwerp een besluit formuleren over de dichtheid van de vloeistof.
Zinken, zweven en drijven
G9, G14, G15, G20, G21
41
technische toepassingen beschrijven i.v.m. druk bij vloeistoffen.
Technische toepassingen bij vloeistofdruk
G8, G22*G32*
42
vragen en vraagstukken i.v.m. druk bij vloeistoffen oplossen.
Vragen en vraagstukken
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Aandacht besteden aan het verschil tussen druk als niet- vectoriële grootheid (werkt in alle richtingen in een punt) en de kracht als vectoriële grootheid (loodrecht op een oppervlak) (34); De krachtvergroting die ontstaat door drukvoortplanting in verband brengen met technische systemen zoals remsysteem van een auto, hydraulische persen ... (35);
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
16
De technische context van verbonden vaten illustreren met voorbeelden zoals de watertoren, een peilglas, niveau van het grondwater, een sifon ... (3536); Bij de wet van Archimedes het verhaal vertellen van Archimedes (38); Bij het onderzoek van de archimedeskracht is het aangewezen de onderzoeksopdrachten op te splitsen in deelopdrachten zoals het onderzoek van de invloed van het ondergedompelde volume en van de massa van het voorwerp ... op de grootte van archimedeskracht (40); Als context bij de archimedeskracht verwijzen naar zwemmen, schepen, duikboten, zwemvest, densimeter ... De krachtvergroting die ontstaat door drukvoortplanting in verband brengen met technische systemen zoals remsysteem van een auto, hydraulische persen… (41).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
43
Warmte
Temperatuur
de kinetische opvatting van het begrip temperatuur beschrijven. G5, G10
44
met het deeltjesmodel de inwendige energie beschrijven en in verband brengen met warmtehoeveelheid.
Warmtehoeveelheid en inwendige energie
G5, G10
45
de lineaire uitzetting van een vaste stof beschrijven en berekenen.
Lineaire uitzetting van een vaste stof, lineaire uitzettingscoëfficiënt
G1-G12, G22-G32
46
de bepaling van een lineaire uitzettingscoëfficiënt van een vaste stof uitvoeren.
Leerlingenproef: bepaling van een lineaire uitzettingscoëfficiënt van een vaste stof
G5, G10
47
de kubieke uitzetting van een vaste stof beschrijven en berekenen.
Invloed van de uitzetting op de dichtheid
G5, G10
48
de invloed van de uitzetting op de dichtheid beschrijven.
Invloed van de uitzetting op de dichtheid
G5, G10
49
de uitzetting van vloeistoffen verklaren steunend op het deeltjesmodel en kunnen berekenen.
Uitzetting van vloeistoffen, kubieke uitzettingscoëfficiënt
G5, G10
50
de onregelmatige dichtheidsverandering van water beschrijven en illustreren met een proef.
Anomalie van de dichtheid van water
G9, G14, G15, G20, G21
51
technische toepassingen beschrijven i.v.m. uitzetting.
Technische toepassingen bij uitzetting
G8, G22*G32*
52
vragen en vraagstukken oplossen i.v.m. uitzetting.
Vragen en vraagstukken
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
17
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Aandacht hebben voor mogelijke misvattingen over warmte en temperatuur die leerlingen hebben opgebouwd in het dagelijks leven (39);
“Warmte is een soort onzichtbare stof die de kamer binnenkomt.”;
“Warmte en temperatuur zijn hetzelfde.”.
Met verschillende proeven de uitzetting van de vaste stoffen en vloeistoffen illustreren (44); Het onregelmatig gedrag van water met een proef demonstreren (50); Verschillende toepassingen bespreken waarbij de uitzetting van de vaste stof of vloeistof illustreert zoals: het doorzakken van kabels, het wegdek dat omhoog geduwd, het temperatuursverloop in een vijver bij afkoeling (51).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
53
GASSEN
Toestandsfactoren van een ideaal gas
de druk, volume, temperatuur en massa van een gas beschrijven en benoemen. G10
54
voor een bepaalde hoeveelheid gas het verband tussen druk en volume bij constante temperatuur beschrijven en grafisch weergeven.
Wet van Boyle
G10
55
voor een bepaalde hoeveelheid gas het verband tussen volume en temperatuur bij een constante druk beschrijven en grafisch weergeven.
Wet van Gay-Lussac
G10
56
voor een bepaalde hoeveelheid gas het verband tussen druk en temperatuur bij een constant volume beschrijven en grafisch weergeven.
Wet van Regnault
G10
57
de kinetische opvatting van het begrip temperatuur beschrijven en in verband brengen met het absolute nulpunt.
Absolute temperatuur, absoluut nulpunt
G1-G12, G22*-G32*
58
een gaswet experimenteel afleiden en grafisch weergeven.
Leerlingenproef: experimentele studie van één van de gaswetten
G10
59
voor een bepaalde hoeveelheid ideaal gas het verband tussen de druk, het volume en De ideale gaswet de temperatuur beschrijven.
G10
60
de toestandsvergelijking van een ideaal gas beschrijven en gebruiken.
De algemene gaswet
G9, G14, G15, G20, G21
61
technische toepassingen en beschrijven en gebruiken i.v.m. gaswetten.
Technische toepassingen bij gassen
G8, G22*G32*
62
vragen en vraagstukken oplossen i.v.m. gaswetten.
Vragen en vraagstukken
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
18
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Tijdens het eerste leerjaar van de eerste graad hebben de leerlingen in het vak natuurwetenschappen kennis gemaakt met de samenstelling van lucht en luchtdruk. Volgende leerplandoelstellingen zijn aan bod gekomen: (53);
de samenstelling van lucht beschrijven;
de druk van de lucht uitleggen steunend op het deeltjesmodel.
Voldoende aandacht besteden aan de grafische voorstelling van de gaswetten (54,55,56); Via de extrapolatie van een volume(temperatuur)- of druk(temperatuur)-grafiek het bestaan van het absoluut nulpunt toelichten. De extrapolatie is enkel geldig voor de ideale gastoestand, in werkelijkheid wordt het gas eerst vloeibaar en daarna vast (57); De toestandsvergelijking van een ideaal gas als benadering van de beschrijving van het gedrag van de reële gassen toelichten (60); Informatie opzoeken over de verschillende wetenschappers die de gaswetten hebben geformuleerd (61); Als context bij de algemene gaswet voorbeelden bespreken zoals de zon (hete gasbol), de werking van de airbag …(61).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
63
WARMTE-UITWISSELING
Warmte-uitwisseling en thermisch evenwicht
met het deeltjesmodel de inwendige energie beschrijven en in verband brengen met warmte-uitwisseling. G10
64
het begrip warmtecapaciteit verwoorden en in eenvoudige situaties gebruiken.
Warmtecapaciteit
G5, G10
65
het begrip soortelijke warmtecapaciteit verwoorden en in eenvoudige situaties gebruiken.
Soortelijke warmtecapaciteit
G10
66
bij een warmte-uitwisseling tussen twee stoffen een warmtebalans opstellen.
Warmtebalans bij warmte-uitwisseling
G1-G12, G22*-G32*
67
de warmtecapaciteit van een vat bepalen.
Leerlingenproef: bepaling van de warmtecapaciteit van een vat
G1-G12, G22*-G32*
68
de soortelijke warmtecapaciteit van een vaste stof of vloeistof bepalen.
Leerlingenproef: bepaling van de soortelijke warmtecapaciteit van een vaste stof of vloeistof.
G1-G12, G22*-G32*
69
de soortelijke warmtecapaciteit van een vaste stof bepalen door omzetting van mechanische energie in warmte.
Leerlingenproef: bepaling van de soortelijke warmtecapaciteit van een vaste stof door omzetting van mechanische energie in warmte
G9, G14, G15, G20, G21
70
technische toepassingen beschrijven en gebruiken i.v.m. warmte.
Technische toepassingen bij warmte
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
19
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G8, G22*G32*
71
vragen en vraagstukken oplossen i.v.m. warmte-uitwisseling.
Vragen en vraagstukken
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Als context voor de begrippen warmtecapaciteit is het nuttig de grootteorde te bespreken en in verband hiermee het belang van water aanduiden als middel om warmte te vervoeren en ook om de invloed van de zee op het klimaat te verduidelijken (65); Het opstellen van een warmtebalans systematisch inoefenen. Deze toepassingen met warmtebalansen beperken tot eenvoudige situaties (66); Als historische context de proef van Joule beschrijven voor de bepaling van het mechanisch warmte-equivalent (69); Aandacht hebben voor technische ontwerpen zoals speksteenkachel, verschillende soorten borden en koppen …(70).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
72
FASEOVERGANGEN
Smelten en stollen
Smelten en stollen het smelten en stollen van een stof met het deeltjesmodel verklaren. G5, G10
73
de soortelijke smeltingswarmte verwoorden en in een eenvoudige situatie gebruiken.
Soortelijke smeltingswarmte
G10
74
het verschijnsel onderkoeling beschrijven.
Onderkoeling
G1-G12, G22*-G32*
75
experiment i.v.m. onderkoeling uitvoeren.
Leerlingenproef: experiment i.v.m. onderkoeling
G1-G12, G22*-G32*
76
onder begeleiding de soortelijke warmtecapaciteit van ijs experimenteel bepalen.
Leerlingenproef: bepaling van de soortelijke warmtecapaciteit van ijs
G10
77
de verandering van het volume en de dichtheid bij smelten en stollen beschrijven.
Verandering van volume en dichtheid bij het smelten en stollen
G10
78
de invloed van de druk op het smeltpunt van een stof beschrijven en grafisch weergeven.
Invloed van de druk op het smeltpunt, smeltlijn
G9, G14, G15, G20,
79
technische toepassingen beschrijven i.v.m. smelten en stollen.
Technische toepassingen bij smelten en stollen
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
20
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G21
G8, G22*G32*
80
vragen en vraagstukken oplossen i.v.m. smelten en stollen.
Vragen en vraagstukken
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Verschijnselen bij smelten en stollen uitvoerig illustreren met proeven en voorbeelden uit het dagelijks leven (72,73,74,77,78).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
81
Verdampen, koken en condenseren verdampen en condenseren van een stof met het deeltjesmodel verklaren.
Verdampen en condenseren
G10
82
eigenschappen van verzadigde en onverzadigde dampen in een eenvoudige situatie beschrijven.
Verzadigde en onverzadigde dampen
G1-G12, G22*-G32*
83
de soortelijke verdampingswarmte van waterdamp bepalen.
Leerlingenproef: bepaling van de soortelijke verdampingswarmte van waterdamp
G10
84
het kookverschijnsel beschrijven.
Kookverschijnsel
G5, G10
85
soortelijke verdampingswarmte verwoorden en gebruiken in eenvoudige situaties.
Soortelijke verdampingswarmte
G10
86
de invloed van de druk op het kookpunt van een stof beschrijven en grafisch weergeven.
Invloed van de druk op het kookpunt, kooklijn
G10
87
het onderscheid tussen een gas en een damp aangeven en hierbij het begrip kritische Kritische temperatuur temperatuur gebruiken.
G9, G14, G15, G20, G21
88
technische toepassingen beschrijven i.v.m. verdampen, koken en condenseren.
Technische toepassingen bij verdampen, koken en condenseren
G8, G22*G32*
89
vragen en vraagstukken oplossen i.v.m. verdampen, koken en condenseren.
Vragen en vraagstukken
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
21
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Bij de bespreking van het kritisch punt het vloeibaar maken van gassen als voorbeeld beschrijven (87); Het kookverschijnsel en koken bij verhoogde of verlaagde druk illustreren met voorbeelden uit het dagelijks leven zoals een snelkookpan (88).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
90
Sublimeren Sublimeren van een stof met het deeltjesmodel verklaren.
Sublimeren
G10
91
in een p(V) grafiek de isothermen van Andrews toelichten.
Isothermen van Andrews
G10
92
in een druk- temperatuur diagram van een stof de verschillende lijnen en gebieden toelichten.
Het druk – temperatuursdiagram
G9, G14, G15,G20, G21
93
technische toepassingen beschrijven i.v.m. sublimeren.
Technische toepassingen bij sublimeren
G8, G22*G32*
94
vragen en vraagstukken oplossen.
Vragen en vraagstukken
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Het sublimatieverschijnsel illustreren met voorbeelden uit onze leefwereld (90).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G5, G10
95
Arbeid bij gassen de formule voor arbeid geleverd door een gas bij constante druk uit de formule voor arbeid afleiden.
Mechanische energie en andere energievormen
G10
96
de oppervlakte onder de p(V)-grafiek als maat voor de geleverde arbeid omschrijven.
Oppervlaktemethode bij bepaling van de arbeid
G10
97
arbeid bij isobare, isochore en adiabatische processen beschrijven.
Arbeid bij isobare, isochore en adiabatische processen
G10
98
een kringproces voorstellen in een p(V)-grafiek en er de arbeid uit afleiden.
Kringproces
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
22
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G10
99
de eerste hoofdwet van de thermodynamica formuleren.
Eerste hoofdwet van de thermodynamica
G10
100
de tweede hoofdwet van de thermodynamica kwalitatief omschrijven en hieruit de degradatie van energie bij energieomzettingen afleiden.
Tweede hoofdwet van de thermodynamica
G9, G14, G15, G20, G21
101
technische toepassingen i.v.m. arbeid bij gassen beschrijven.
Technische toepassingen i.v.m. arbeid bij gassen
G8, G22*G32*
102
vragen en vraagstukken i.v.m. arbeid bij gassen.
Vragen en vraagstukken
Specifiek pedagogische wenken:
Als technische context de carnotcyclus in verband brengen met thermische motoren zoals de viertaktmotor (101).
DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen G5, G10
103
Warmtetransport de verschillende soorten warmtetransport beschrijven, met een proef illustreren en steunend op het deeltjesmodel verklaren.
G10
104
de warmtegeleidingcoëfficiënt(λ), warmteovergangcoëfficiënt(α) en de warmte doorstromingscoëfficiënt(U) beschrijven en toepassen in een concrete situatie. (U)
Soorten warmtetransport:
warmtegeleiding
convectiestroming
straling
Warmtetransport kwantitatief
warmtegeleidingcoëfficiënt (λ)
warmteovergangcoëfficiënt (α)
warmte doorstromingscoëfficiënt (U)
G9, G14, G15, G20, G21
105
technische toepassingen i.v.m. warmtetransport beschrijven.
Technische toepassingen bij warmtetransport
G8, G22*G32*
106
vragen en vraagstukken i.v.m. warmtetransport.
Vragen en vraagstukken i.v.m. warmtetransport
Specifieke pedagogische wenken:
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
Tijdens het tweede leerjaar van de eerste graad hebben de leerlingen in het vak natuurwetenschappen kennis gemaakt met warmte en warmtetransport. Volgende leerplandoelstellingen zijn aan bod gekomen: (103);
de begrippen warmte en temperatuur onderscheiden en de temperatuur en in verband brengen met het deeltjesmodel van de materie;
het warmtetransport door geleiding, stroming en straling vaststellen en in concrete voorbeelden herkennen en beschrijven.
De verschillende soorten warmtetransport met proefjes illustreren en onderzoeken (103);
Als technische context praktische toepassingen bespreken zoals warmtetransport bij spouwmuren, dubbele beglazing,thermos, ontstaan van wolken …(105).
23
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
24
ALGEMEEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN WENKEN BIJ DE UITVOERING VAN DE LEERLINGENPROEF Met een leerlingenproef wordt bedoeld een proef die de leerlingen zelfstandig in kleine groepjes (max. drie leerlingen) uitvoeren, verwerken en ook rapporteren in de vorm van een persoonlijk verslag. Indien er in de klas maar één proefopstelling in voorraad is kan het experiment worden uitgevoerd als klasproef. Deze klasproef kan niet als een leerlingenproef worden beschouwd. Het is de bedoeling de proeven een uitdagend en motiverend karakter te geven en het verband met een dagelijkse context te illustreren. Om de eigen inbreng van leerlingen te stimuleren en leerlingen in toenemende mate van zelfstandigheid te laten werken bij de uitvoering van de leerlingenproeven zijn volgende factoren van belang: een motiverend en uitdagende stimulus bieden waardoor het experiment een duidelijk doel en betekenis bekomt; de mogelijkheid bieden aan de leerlingen om actief en zelfstandig een aantal beslissingen te nemen; de mogelijkheid bieden om hun eigen ideeën te verwoorden en te overleggen tijdens de uitvoering van de proef. De leerlingenproef kan ondersteund worden met een instructieblad dat kan variëren van een gesloten opdracht tot een open opdracht naargelang het niveau van zelfstandigheid van de leerling dat men wil bereiken. De uitvoering van de leerlingenproef gebeurt in kleine groepjes en hierbij leren de leerlingen zelfstandig een verslag opmaken en hierbij zoveel mogelijk gebruik maken van ICT. Het verslag bevat minimaal volgende punten: doel van de proef in de verwoording van een onderzoeksvraag; een beschrijving of tekening van de opstelling; een beschrijving van onderzoeksmethode, relevante formules, oplossingsformule; uitvoering van de proef: weergave van meetwaarden met aandacht voor beduidende cijfers in een tabel en/of een grafiek; evaluatie: formuleren van het besluit en opmerkingen. Het is belangrijk dat de verslaggeving persoonlijk gebeurt zodat leerlingen het verslag nauwkeurig en met de nodige discipline leren afmaken. Leerlingen leren zo onder begeleiding rapporteren in de vorm van een verslag en maken hierbij geen gebruik van een voorgedrukt invulblad. Bij het aanleren van de opmaak van een verslag kan eventueel een voorgedrukt werkblad ter ondersteuning worden gebruikt. Doordat het verslag een apart werkstuk is van een leerling is het aan te bevelen om deze taak in de evaluatie op te nemen en bij de bespreking van de resultaten van de leerlingenproef hierover klassikaal te rapporteren. Bij de evaluatie aandacht hebben voor verschillende vaardigheden en attitudes die bij uitvoering van de proef en het maken van het verslag aan bod komen: goede meetresultaten, nauwkeurigheid, orde en netheid, gedrag, opvolgen van instructies, aandacht voor de veiligheid, opmaak van het verslag … Bij de aanvang van de leerlingenproef voldoende aandacht besteden aan de veiligheidsaspecten. Leerlingen moeten voldoende op hoogte zijn van de gevaren van bepaalde opstellingen, stoffen of instrumenten. Een klasgroep van twintig leerlingen is voor de uitvoering van leerlingenproeven didactisch verantwoord en wat veiligheid betreft aanvaardbaar. De leerlingen leren ook veilig en milieubewust omgaan met allerlei stoffen. Laat de leerlingen niet met giftige stoffen (bijv. kwik) werken.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
25
SITUERING VAN DE LEERLINGENPROEVEN IN HET LEERPLAN Minimaal twee leerlingenproeven uitvoeren tijdens het eerste leerjaar en vier leerlingenproeven tijdens het tweede leerjaar van de tweede graad. Het is aangewezen om uit de voorgestelde lijst een keuze te maken. Andere leerlingenproeven die duidelijk aansluiten bij de leerstofinhouden zijn ook toegestaan, mits rekening wordt gehouden met een evenwichtige spreiding over de verschillende leerstofonderdelen. Eerste leerjaar 1 Het SI – eenhedenstelsel; 2 Dichtheid Leerlingenproef: bepaling van dichtheid van vaste stof of vloeistof. 3 Krachten Leerlingenproef: bepaling van de veerconstante van een veer. 4 Licht Leerlingenproef: wetten van de terugkaatsing; Leerlingenproef: wetten van de breking; Leerlingenproef: beeldvorming bij lenzen. 5 Druk. Leerlingenproef: Bepaling van de dichtheid van een vloeistof met een U-vormige buis Leerlingenproef: De wet van Archimedes Tweede leerjaar 6 Warmte Leerlingenproef: bepaling van de lineaire uitzettingscoëfficiënt van een vaste stof; 7 Gassen Leerlingenproef: experimentele studie van één van de gaswetten; 8 Warmte-uitwisseling Leerlingenproef: bepaling van de warmtecapaciteit van een vat; Leerlingenproef: bepaling van de soortelijke warmtecapaciteit van een vaste stof of vloeistof; Leerlingenproef: bepaling van de soortelijke warmtecapaciteit van een vaste stof door omzetting van mechanische energie in warmte; 9 Faseovergangen Leerlingenproef: proef i.v.m. met onderkoeling; Leerlingenproef: bepaling van de soortelijke smeltingswarmte van ijs. Leerlingenproef: bepaling van de soortelijke verdampingswarmte
WENKEN BIJ DE INFORMATIEOPDRACHT Om de eindtermen rond wetenschappen en samenleving te bereiken voeren de leerlingen één informatieopdracht uit per graad. Bij de uitvoering van deze opdracht ontwikkelen de leerlingen communicatievaardigheden waarbij zij de relaties tussen wetenschappen en de contextgebieden: duurzaamheid, cultuur en maatschappij leren duiden. Het is aangewezen om taalactiverende werkvormen te gebruiken zodat de leerlingen leerinhouden gebruiken door interactie met elkaar in een motiverende context met aandacht voor taal. Het is belangrijk de doelstellingen van deze opdracht duidelijk te stellen en beperkt te houden. Om de informatievaardigheid van leerlingen te ontwikkelen is het noodzakelijk dat leerlingen informatie efficiënt leren opzoeken (gebruik van zoekmachines) maar ook dat zij informatie kunnen verwerken tot een leesbare en goed gestructureerde tekst of korte presentatie. Doordat de opdracht een apart werkstuk is van één of enkele leerling(en) is het aan te bevelen om deze taak in de evaluatie op te nemen. Mogelijke werkvormen zijn: een discussiegesprek waarbij gefundeerde argumenten worden gebruikt;
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
26
een stellingenspel of andere werkvorm waarbij de communicatie wordt geactiveerd; een presentatie van een onderzoek met gebruik van een poster, PowerPoint presentatie…; taalactiverende opdrachten of taalondersteunende opdracht zoals een slangenspel, placemat, bingo; verslag van bedrijfsbezoek of natuureducatief centrum, musea of wetenschapscentra; expert als gastleraar in de school; projectwerk/informatieopdracht over technische toepassingen, historische figuren…; gebruik van artikels uit de media of internet; gebruik van begrippenkaart.
WENKEN BIJ DE ONTWIKKELING VAN PROBLEEMOPLOSSENDE VAARDIGHEDEN De verwerking en toetsing van de leerinhouden op het niveau van kennis, inzicht en toepassing gebeurt meestal door het oplossen van vragen en vraagstukken. De ontwikkeling van probleemoplossende vaardigheden kan gebeuren onder begeleiding van de leraar door een systematische probleemaanpak. analyse van het probleem;
lees de opgave aandachtig;
maak eventueel een tekening en duid daarin de grootheden die in de opgave voorkomen aan;
noteer alle gegevens met symbolen in het gegeven;
noteer het gevraagde met symbolen.
plan;
schrijf de basisformules bij het probleem;
herleid de formules tot de oplossingsformule.
uitvoering;
vul de gegevens in en bereken het resultaat.
evaluatie.
controleer de eenheid en het aantal beduidende cijfers en grootteorde van het resultaat;
controleer of het resultaat een antwoord is op het gevraagde.
Het is de bedoeling dat leerlingen de probleemoplossende vaardigheden onder begeleiding ontwikkelen waarbij zij leren reflecteren over hun eigen werkmethode.
MISVATTINGEN BIJ LEERLINGEN In de specifieke didactische wenken zijn voor bepaalde fysische concepten ook enkele misvattingen of misconcepties opgenomen. Door allerlei ervaringen in het dagelijks leven hebben leerlingen reeds heel wat informele kennis opgebouwd. In bepaalde gevallen is bij deze spontane kennisconstructie een misvatting aanwezig doordat de leerling een verklaring hebben gezocht die steunt op foutieve inzichten. Het is van belang dat de leraar deze misvattingen of misconcepties kent zodat hij met gerichte proeven of toepassingen deze foutieve inzichten van de leerlingen kan omzetten tot juiste fysische concepten.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
27
Aandacht hebben voor het exact gebruik van de taal en voor een nauwkeurige verwoording van de begrippen. Het is nuttig leesoefeningen te ontwikkelen waarbij leerlingen hun kennis en vaardigheden toepassen bij het lezen van een tekst uit een tijdschrift, krant, website …
PLANNING FYSICA – TWEEDE GRAAD In het volgende overzicht van de leerinhouden, lestijden en leerplandoelstellingen is bedoeld als richtlijn bij het opstellen van de jaarplanning. Eerste leerjaar – 1 lestijd/week – 25 lestijden 1 SI-eenhedenstelsel(2); 2 Massadichtheid(2); 3 Krachten(5); 4 Licht(8); 5 Druk(5); 6 Leerlingenproeven en informatieopdracht(3). Tweede leerjaar – 2 lestijden/week – 50 lestijden 7 8 9 10 11 12 13
Warmte(5); Gassen(10); Warmte-uitwisseling(5); Faseovergangen(10); Arbeid bij gassen (7) Warmtevoortplanting (8) Leerlingenproeven en informatieopdracht(5).
VOET Wat en waarom? 1
Vakoverschrijdende eindtermen (VOET) zijn minimumdoelen die, in tegenstelling tot de vakgebonden eindtermen, niet specifiek behoren tot een vakgebied, maar door meerdere vakken en/of vakoverschrijdende onderwijsprojecten worden nagestreefd. De VOET geven scholen de opdracht om jongeren te vormen tot de actieve burgers van morgen! Zij moeten jongeren in staat stellen om die sleutelcompetenties te verwerven die een zinvolle bijdrage leveren aan het uitbouwen van een persoonlijk leven en aan de opbouw van de samenleving. Het ordeningskader van de VOET bestaat uit een samenhangend geheel dat deels globaal en deels per graad geformuleerd wordt. Globaal: een gemeenschappelijke stam met 27 sleutelvaardigheden; Deze gemeenschappelijke stam is een opsomming van vrij algemeen geformuleerde eindtermen, los van elke context. Ze zijn toepasbaar in alle opvoedings- en onderwijsactiviteiten van de school. Ze kunnen, afhankelijk van de keuze van de school, in samenhang met alle andere vakgebonden of vakoverschrijdende eindtermen worden toegepast; zeven maatschappelijk relevante toepassingsgebieden of contexten;
1
lichamelijke gezondheid en veiligheid;
mentale gezondheid;
sociorelationele ontwikkeling;
omgeving en duurzame ontwikkeling;
In de eerste graad B-stroom spreekt men over vakoverschrijdende ontwikkelingsdoelen (VOOD). Aangezien zowel VOET als VOOD na te streven zijn, beperken we ons in de tekst tot de term VOET, waarbij we zowel naar het begrip vakoverschrijdende eindtermen als vakoverschrijdende ontwikkelingsdoelen verwijzen.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
politiek-juridische samenleving;
socio-economische samenleving;
Per graad:
28
socioculturele samenleving.
leren leren; ICT in de eerste graad; technisch-technologische vorming in de tweede en derde graad ASO. Een zaak van het hele team De VOET vormen een belangrijk onderdeel van de basisvorming van de leerlingen in het secundair onderwijs. Om een brede en harmonische basisvorming te waarborgen moeten de eindtermen van de gemeenschappelijke stam, contexten, leren leren, ICT en technisch-technologische vorming in hun samenhang behandeld worden. Het is de taak van het team om – vanuit een visie en een planning – vakgebonden en vakoverschrijdende eindtermen te combineren tot zinvolle gehelen voor de leerlingen. Door de globale formulering krijgen scholen meer autonomie bij het werken aan de vakoverschrijdende eindtermen, waardoor de school meer mogelijkheden krijgt om het eigen pedagogisch project vorm te geven. Het team zal keuzes en afspraken moeten maken over de VOET. De globale formulering over de graden heen betekent niet dat alle eindtermen in alle graden moeten aan bod komen, dit zou een onbedoelde verzwaring van de inspanningsverplichting tot gevolg hebben. Bij het maken van de keuzes wordt verwacht dat elke graad in elke school een redelijke inspanning doet ten opzichte van het geheel van de VOET, rekening houdend met wat in de andere graden aan bod komt. Doordat de VOET niet louter graadgebonden zijn, krijgt de school/scholengemeenschap de mogelijkheid om een leerlijn over de graden heen uit te werken.
HET OPEN LEERCENTRUM EN DE ICT- INTEGRATIE Het gebruik van het open leercentrum (OLC) en de ICT-integratie past in de totale visie van de school op leren en op het werken aan de leervaardigheden van de leerlingen. De inzet en het gebruik van ICT en van het OLC zijn geen doel op zich maar een middel om het onderwijsleerproces te ondersteunen. Door de snelle evolutie van de informatietechnologie volgen nieuwe ontwikkelingen in de maatschappij elkaar in hoog tempo op. Kennis en inzichten worden voortdurend verruimd. Er komt een enorme hoeveelheid informatie op ons af. De school zal de leerlingen moeten leren hier zinvol en veilig mee om te gaan. Zelfstandig kunnen werken, in staat zijn eigen initiatieven te ontplooien en over het vermogen beschikken om nieuwe ideeën en oplossingen in samenwerking met anderen te ontwikkelen, zijn essentieel. Voor het onderwijs betekent dit een ingrijpende verschuiving: minder aandacht voor de passieve kennisoverdracht en meer aandacht voor de actieve kennisconstructie binnen de unieke ontwikkeling van elke leerling. Die benadering nodigt leraren en leerlingen uit om voortdurend met elkaar in dialoog te treden, omdat je de ander nodig hebt om te kunnen leren. Het traditionele beeld van onderwijs zal steeds meer verdwijnen en veranderen in een dynamische leeromgeving waar leerlingen in eigen tempo en in wisselende groepen onderwijs zullen volgen. Dergelijke leerprocessen worden bevorderd door gebruik te maken van het OLC en van ICT-integratie als onderdeel van deze rijke gedifferentieerde leeromgeving. Het open leercentrum als krachtige leeromgeving Een open leercentrum (OLC) is een ruimte waar leerlingen, individueel of in groep, zelfstandig, op hun eigen tempo en op hun eigen niveau kunnen leren, werken en oefenen. Om een krachtige leeromgeving te zijn, is een open leercentrum uitgerust met voldoende didactische hulpmiddelen; ter beschikking van leerlingen op lesmomenten en daarbuiten; uitgerust in functie van leeractiviteiten met pedagogische ondersteuning.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
29
In ideale omstandigheden zou de ganse school een open leercentrum kunnen zijn. In werkelijkheid kan in een school echter niet op elke plaats en op elk moment een dergelijke leeromgeving gewaarborgd worden. Daarom kiezen scholen ervoor om een aparte ruimte als OLC in te richten om zo de leemtes in te vullen. Voor de meeste leeractiviteiten volstaat een klaslokaal of informaticalokaal. Wanneer is het echter nuttig om over een OLC te beschikken? Bij een gedifferentieerde aanpak waarbij verschillende leerlingen bezig zijn met verschillende leeractiviteiten, kan het klaslokaal op vlak van zowel ruimte als middelen niet meer als enige leeromgeving voldoen. Dit is zeker het geval bij begeleid zelfstandig leren, vakoverschrijdend leren, projectmatig werken … Vermits leerlingen bij deze leeractiviteiten een zekere vrijheid krijgen in het plannen, organiseren en realiseren van het leren, is de beschikbaarheid van extra ruimte en middelen soms noodzakelijk; Het leren van leerlingen beperkt zich niet tot de eigenlijke lestijden. Voor sommige opdrachten moeten zij beschikken over aangepaste leermiddelen buiten de eigenlijke lestijden. Niet iedereen heeft daar thuis de mogelijkheden voor. In functie van gelijke onderwijskansen, lijkt het zinvol dat een school ook momenten buiten de lessen voorziet waarop leerlingen van een OLC gebruik kunnen maken. Om hieraan te voldoen, beschikt een OLC minimaal over volgende materiële mogelijkheden: ruim lokaal met een uitnodigende inrichting die een flexibele opstelling toelaat (bijv. eilandjes om in groep te werken); ICT: computers met internetverbinding, printmogelijkheid, oortjes, microfoons …; digitaal leerplatform waar alle leerlingen toegang toe hebben; materiaal waarvan de vakgroepen beslissen dat het moet aanwezig zijn om de leerlingen zelfstandig te laten werken/leren (software, papieren dragers …) en dat bewaard wordt in een openkastsysteem; kranten en tijdschriften (digitaal of op papier). In het ideale geval is er nog een bijkomende ruimte beschikbaar (liefst ook met ICT-mogelijkheden) die zowel kan gebruikt worden als ‘stille’ ruimte of juist omgekeerd om bijvoorbeeld leerlingen presentaties te laten oefenen (de grote ruimte is in dat geval de stille ruimte) of voor groepswerk (discussiemogelijkheid). Op organisatorisch vlak is het van belang dat met het volgende rekening wordt gehouden: het OLC wordt bij voorkeur gebruikt voor werkvormen en activiteiten die niet in het vaklokaal kunnen gerealiseerd worden; het is belangrijk dat bij een leeractiviteit begeleiding voorzien wordt. Deze begeleiding kan zowel gebeuren door de actieve aanwezigheid van een leraar als ook ‘van op afstand’ door middel van gerichte opdrachten, stappenplannen, studietips …; het OLC is toegankelijk buiten de lesuren (bijv. tijdens de middagpauze, een bepaalde periode voor en/of na de lesuren). Voor het welslagen is het aan te bevelen dat een OLC-beheerder aangesteld wordt. Deze beheerder zorgt o.a. voor inchecken, bewaren van orde, beheer van het materiaal en praktische organisatie en wordt bijgestaan door een ICT-coördinator voor de technische aspecten. Door het specifieke karakter van het OLC is deze ruimte bij uitstek geschikt voor de realisatie van de ICT-integratie binnen de vakken maar deze integratie mag zich niet enkel tot het OLC beperken. ICT-integratie als middel voor kwaliteitsverbetering Onder ICT-integratie verstaan we het gebruik van informatie- en communicatietechnologie ter ondersteuning van het leren. ICT-integratie kan op volgende manieren gebeuren: Zelfstandig oefenen in een leeromgeving; Nadat leerlingen nieuwe leerinhouden verworven hebben, is het van belang dat ze voldoende mogelijkheden krijgen om te oefenen bijvoorbeeld d.m.v. specifieke pakketten. De meerwaarde van deze vorm van ICT-integratie kan bestaan uit: variatie in
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
30
oefenvormen, differentiatie op het vlak van tempo en niveau, geïndividualiseerde feedback, mogelijkheden tot zelfevaluatie. Zelfstandig leren in een leeromgeving; Een mogelijke toepassing is nieuwe leerinhouden verwerven en verwerken, waarbij de leerkracht optreedt als coach van het leerproces (bijvoorbeeld in het open leercentrum). Een elektronische leeromgeving (ELO) biedt hiertoe een krachtige ondersteuning. Creatief vormgeven; Leerlingen worden uitgedaagd om creatief om te gaan met beelden, woorden en geluid. De leerlingen kunnen gebruik maken van de mogelijkheden die o.a. allerlei tekst-, beeld- en tekenprogramma’s bieden. Opzoeken, verwerken en bewaren van informatie; Voor het opzoeken van informatie kunnen leerlingen gebruik maken van o.a. cd-roms, een ELO en het internet. Verwerken van informatie houdt in dat de leerlingen kritisch uitmaken wat interessant is in het kader van hun opdracht en deze informatie gebruiken om hun opdracht uit te voeren. De leerlingen kunnen de relevante informatie ordenen, weergeven en bewaren in een aangepaste vorm. Voorstellen van informatie aan anderen; Leerlingen kunnen informatie aan anderen meedelen of tonen met behulp van ICTondersteuning met tekst, beeld en/of geluid onder de vorm van bijvoorbeeld een presentatie, een website, een folder … Veilig, verantwoord en doelmatig communiceren; Communiceren van informatie betekent dat leerlingen informatie kunnen opvragen of verstrekken aan derden. Dit kan via e-mail, internetfora, ELO, chat, blog … Adequaat kiezen, reflecteren en bijsturen; De leerlingen ontwikkelen competenties om bij elk probleem verantwoorde keuzes te maken uit een scala van programma’s, applicaties of instrumenten, al dan niet elektronisch. Daarom is het belangrijk dat zij ontdekken dat er meerdere valabele middelen zijn om hun opdracht uit te voeren. Door te reflecteren over de gebruikte middelen en door de bekomen resultaten te vergelijken, maken de leerlingen kennis met de verschillende eigenschappen en voor- en nadelen van de aangewende middelen (programma’s, applicaties …). Op basis hiervan kunnen ze hun keuzes bijsturen.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
31
MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN2 Algemene bemerkingen AV Fysica is een vak waarbij de leerlingen hun dagelijkse ervaringswereld kunnen uitbreiden door het volgen en zelf uitvoeren van proeven in de klas. Het proefondervindelijk karakter van het vak is daarom zeer belangrijk. De uitvoering van demonstratieproeven door de leraar en de uitvoering van leerlingenproeven door de leerlingen dragen zeker bij tot een beter begrip en inzicht van de leerinhouden. Deze werkvormen blijven voor de leerlingen de beste manier om inzicht in de eigenheid van de fysica te verwerven. In bepaalde gevallen kunnen een video, een film of een computersimulatie de plaats van de demonstratieproef innemen. Deze hulpmiddelen zullen de begripsvorming ongetwijfeld verhogen maar kunnen nooit het experimenteel aspect van de wetenschappelijke methode vervangen. De lessen fysica moeten plaatsvinden in een lokaal met een aangepaste infrastructuur, zodat alle proeven veilig kunnen gebeuren. Dit betekent dat volgende voorzieningen essentieel zijn in het fysicalokaal: elektriciteit -, water- en gasvoorziening centraal met noodstop, de mogelijkheid tot volledige verduistering van het lokaal en elektriciteitsvoorziening op de leerlingentafels. Hierbij moet speciaal gelet worden op nodige veiligheidsvoorzieningen in het algemeen en op de specifieke voorzieningen, zoals het gebruik van kwik, naftaleen en metaalgaas met asbest vermijden in de lessen. In het lokaal moet een inventaris van het materiaal zijn en het lokaal moet ook een nooduitgang hebben met een deur die naar buiten opendraait. De lijst geeft een overzicht van het basismateriaal. Het leerlingenmateriaal aanschaffen in veelvoud zodat de leerlingen in kleine groepjes (max. drie leerlingen) de proeven kunnen uitvoeren. Basismateriaal Meetapparatuur Meetlat; Klaschronometer; Handchronometer; Balans (digitaal); Schuifpasser; Rolmeter; Thermometer(analoog of digitaal); Dynamometer; Statiefmateriaal; Stangen en voeten, noten en statiefklemmen; Driepikkel en metaalgaas;
2
Inzake veiligheid is de volgende wetgeving van toepassing: -
Codex ARAB AREI Vlarem.
Deze wetgeving bevat de technische voorschriften die in acht moeten genomen worden m.b.t.: -
de uitrusting en inrichting van de lokalen; de aankoop en het gebruik van toestellen, materiaal en materieel.
Zij schrijven voor dat: -
duidelijke Nederlandstalige handleidingen en een technisch dossier aanwezig moeten zijn; alle gebruikers de werkinstructies en onderhoudsvoorschriften dienen te kennen en correct kunnen toepassen; de collectieve veiligheidsvoorschriften nooit mogen gemanipuleerd worden;
-
de persoonlijke beschermingsmiddelen aanwezig moeten zijn en gedragen worden, daar waar de wetgeving het vereist.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
Glaswerk (eventueel kunststof); Reageerbuizen; Bekerglazen, kolven en trechters; Maatcilinders; Meetspuiten; Glazen buizen. Toestellen Vacuümpomp en toebehoren; Spanningsbron; Bunsenbrander (of kookplaat); Metaalbarometer; Overheadprojector; Computer met interface en sensoren; Multimeter; Beamer. Diversen Gereedschapskist; Verbindingsdraden; Gummislangen en stoppen; Batterijen, lampen. Verbruiksmateriaal De leraar moet de mogelijkheid hebben tot aankoop van materiaal dat regelmatig te vernieuwen is: schuurpapier, batterijen, lampen, lucifers, touw, plakband, gedestilleerd water, aluminiumfolie, ballonnen, botsballen, fysicaspeelgoed… Specifiek materiaal per onderdeel Dichtheid Kubussen van verschillende grootte en uit verschillende stoffen; Glazen bol voor dichtheidsbepaling van lucht. Krachten Toestel voor de wet van Hooke; Schietlood; Ijkmassa’s; Veren. Licht Demonstratiemateriaal zoals optische bank of een opticaset van het type “laserbox” in combinatie met toebehoren; Materiaal voor leerlingenproeven: lichtbron, spiegels, lenzen, prisma, planparallelle plaat. Druk Toestel bij druk (plankje met klein en groot oppervlak). Vloeistoffen Verbonden vaten; Toestel principe van Pascal; Glazen buis met afsluitplaatje; Vliesmanometer. Warmteleer Toestellen voor het onderzoek van de gaswetten;
32
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
Joulemeter; Metalen cilinders (bijv. aluminium, ijzer, lood); Koker met loodkorrels. Toestel kritisch punt Modellen fasediagrammen
33
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
34
EVALUATIE 1.
Inleiding
De evaluatie dient aan de leerling informatie te geven over de mate waarin hij of zij er in geslaagd is om zowel de kennis als de vaardigheden te beheersen die mogen verwacht worden na het leerproces. De evaluatie geeft aan de leerkracht de feedback om vast te stellen of hij of zij de meest aangepaste methode hanteert om de gestelde doelen te bereiken. Een evaluatie is meer dan een getal om een rapportcijfer te berekenen. Het is een werkinstrument waarbij permanent en wederzijds (leerling-leraar) besluiten dienen getrokken te worden over het onderwijs- en leerproces. 2. Wettelijk kader Wat de evaluatie betreft, hebben de scholen een veel grotere autonomie dan vroeger. De evaluatiecriteria en de wijze van evalueren behoren tot de bevoegdheid van de lokale scholen. Ze ontwikkelen een eigen evaluatiebeleid dat zijn neerslag vindt in het schoolwerkplan. Een belangrijke rol bij de ontwikkeling van een eigen evaluatiebeleid is weggelegd voor de vakgroepen, die op die manier betrokken worden bij de globale onderwijskundige visie van de school. De concrete schikkingen in verband met de evaluatie worden vastgelegd in het schoolreglement, onderdeel: studiereglement. Het ligt voor de hand dat – in de geest van een participatieve beleidsvoering – bij het opstellen van het luik evaluatie in het schoolreglement rekening gehouden wordt met de opties genomen door de verschillende vakgroepen. 3. Eigenschappen van een goede evaluatie Een relevante evaluatie moet beantwoorden aan een aantal criteria. Validiteit, betrouwbaarheid, transparantie en didactische relevantie zijn criteria die bijdragen tot de kwaliteit van de evaluatie.
Validiteit De evaluatie is valide in de mate dat ze meet wat zij veronderstelt te meten. Om valide te zijn moet de evaluatie aan volgende voorwaarden voldoen:
de opgaven moeten gericht op de leerplanstellingen;
de toetsing moet aansluiten bij het onderwijs dat voorafgegaan is;
ze moet een aanvaardbare moeilijkheidsgraad hebben;
wat geëvalueerd wordt, moet ook voldoende ingeoefend zijn.
Betrouwbaarheid De evaluatie is betrouwbaar in de mate dat zij niet afhankelijk is van het moment van afname of correctie. Een hoge betrouwbaarheid wordt bekomen door:
nauwkeurige, duidelijke, ondubbelzinnige vragen/opdrachten te stellen;
te verbeteren op basis van een duidelijk correctiemodel met puntenverdeling;
attitudes te evalueren met afgesproken SAM-schalen;
aan de leerling voldoende tijd te geven om de toets uit te voeren;
een variatie evaluatiemomenten te voorzien (zonder te veel tijd van de onderwijstijd in beslag te nemen!).
Transparantie en voorspelbaarheid De evaluatie moet transparant en voorspelbaar zijn: d.w.z. ze mag voor de leerlingen geen verrassingen inhouden. Daarom moet ze aan volgende voorwaarden voldoen:
ze moet aansluiten bij de wijze van toetsen die de leerlingen gewoon zijn;
de beoordelingscriteria moeten door de leerling vooraf gekend zijn;
de leerlingen moeten precies op de hoogte zijn van wat ze moeten kunnen en kennen.
Didactische relevantie De evaluatie is didactisch relevant als zij bijdraagt tot het leerproces. De leerlingen moeten uit de beoordeling iets kunnen leren. Daarom is het essentieel aan de leerling feedback te geven:
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
4.
35
door een gecorrigeerde toets in de klas te bespreken: een goede toets bespreking beperkt zich niet tot het geven van de juiste oplossingen maar leert de leerlingen ook waarom een antwoord juist of fout is;
door de examenkopij te laten inkijken en klassikaal te bespreken;
door taken en verslagen te bespreken. Soorten evaluatie
De didactiek maakt een onderscheid tussen proces- en productevaluatie. De procesevaluatie heeft tot doel informatie te krijgen over de bereikte en niet bereikte leerdoelen en na te gaan of de gehanteerde werkvormen wel effectief waren in functie van de vooropgestelde doelstellingen. Zij is geen doel op zich, maar biedt een basis om remediërende acties te ondernemen en zo nodig voor andere werkvormen te kiezen. De procesevaluatie kan een aanleiding geven tot zelfevaluatie en eventuele bijsturing van de didactische aanpak van de leraar. De productevaluatie is gericht op de resultaatbepaling: ze spreekt een eindoordeel uit over de leerprestaties van de leerling. De bedoeling is na te gaan in hoeverre de onderwijsdoelen door de leerling bereikt zijn. 5. De procesevaluatie Het dagelijks werk van de leerlingen, een procesevaluatie, wordt permanent geëvalueerd. Het is de bestendige opvolging van het leerproces en de beheersingsgraad van de inhouden door de leerlingen. Een relevante procesevaluatie is een mix van gegevens over kennis, vaardigheden en attitudes. Toetsen zullen niet alleen naar de functionele kennis peilen, maar zeker ook naar de mate waarin leerlingen de vaardigheden beheersen. Daarnaast houdt de leraar bij het vastleggen van een cijfer rekening met de evaluatie van de informatieopdrachten en de verslagen van de leerlingenproeven met beoordeling van de vakgebonden attitudes. 6. De productevaluatie Examens houden een productevaluatie in. Ze zijn bedoeld om na te gaan in hoeverre de doelstellingen van het leerplan bereikt zijn op het einde van een leer- of onderwijsperiode. Richtlijnen bij het opstellen en de uitvoering van het examen:
de examenvragen opmaken zodat kennis, inzicht en toepassing worden getoetst. Als ondersteuning van het leren van de leerling deze ordening in het examen behouden;
de vragen spreiden over een groot gedeelte van de leerplandoelstellingen;
via een variatie in vraagvormen (open vragen, invulvragen, juist- onjuist vragen, sorteervragen, meerkeuzevragen en vraagstukken) worden de leerplandoelstellingen getoetst;
de wetenschappelijke vaardigheden toetsen door bijvoorbeeld het laten beschrijven van een onderzoeksplan, door het laten formuleren van een besluit bij een reeks gegeven meetwaarden en/of waarnemingen of door grafische inzichten te toetsen;
afspraken maken over het taalgebruik bij de formulering van de antwoorden en het correct schrijven van vakspecifieke woorden;
het aantal examenvragen bewaken en de duur van de schriftelijke examens komt ten hoogste overeen met het aantal wekelijkse lestijden voor het vak met een minimum van twee lestijden;
een exemplaar van de gestelde vragen met aanduiding van de puntenverdeling wordt samen met de verbeterde examenkopijen in het archief bewaard. Dit exemplaar wordt tevens aangevuld met een modeloplossing;
na de proeven hebben de leerlingen het recht de modeloplossing in te zien. Ook hebben zij het recht, op hun vraag, om hun gecorrigeerd examen in te zien. Na analyse van de resultaten wordt ook hier door de leraar een diagnose opgesteld, die aanleiding kan zijn tot bijsturing van het leerproces. Tevens kunnen remediërende maatregelen voor individuele leerlingen ook hier weer uit voortspruiten. Zowel het gepast aanbieden van de leerstof en de evaluatie als het aanbieden van remediërende opdrachten zijn essentieel in het door ons beoogde totale leerproces. 7. Remediëring Remediëren is niet enkel een rubriek op het leerlingenrapport. Remediëren moet ook in werkelijkheid gebeuren. Inhaallessen, bijsturingstaken … maken deel uit van het onderwijsproces. Speciaal uitge-
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
zochte oefeningen i.v.m. de individuele tekorten van de leerlingen moeten pedagogisch benaderd worden. Een schriftelijke neerslag hiervan is een aanrader voor het contact met de ouders via de agenda, en kan als een herhaalde waarschuwing of voorbode van de nakende beslissing gelden.
36
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
BIBLIOGRAFIE Een uitgebreide bibliografie kunt u terugvinden in de virtuele klas fysica Smartschool GO!
37
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Fysica (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
38
BIJLAGE 1 Overzicht van de fysica formules:
m V
Dichtheid
kg/m³
Zwaartekracht
Fz
N
Fz m g
Veerkracht
Fv
N
Fv k x
Snelheid
v
m/s
v
x t
Druk
p
Pa
p
F A
Hydrostatische druk
p
Pa
pvl vl g h
Arbeid
W
J
W Fx x
Pot. Gravitatie-energie
Ep
J
Ep m g h
Kinetische energie
Ek
J
Ek
m v2 2
Pot. Veerenergie
Ev
J
Ev
k ( x )² 2
Vermogen
P
W
Rendement
P
W t
E uit E in
pV nR T
Gaswet van een ideaal gas
Q m T
Soortelijke warmtecapaciteit.
C
J/(kg K) c
Soortelijke smeltingswarmte
lsm
J/kg
l sm
Soortelijke verdampingswarmte
lv
J/kg
lv
Q m
Q m