LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS Vak: AV Chemie (2/2 lt/w) Basisvorming en specifiek gedeelte Studierichting: Industriële wetenschappen Studiegebied: Mechanica-elektriciteit Onderwijsvorm: TSO Graad: tweede graad Leerjaar: eerste en tweede leerjaar Leerplannummer: 2015/013 (vervangt 2012/032) Nummer inspectie: 2015/1115/1//V17 (vervangt 2012/740/1//D)
Pedagogische begeleidingsdienst Huis van het GO! Willebroekkaai 36 1000 Brussel
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
2
Inhoud 1. 2. 3.
Visie Beginsituatie Algemene doelstellingen 3.1. 3.2.
4.
Leerplandoelstellingen, leerinhouden en specifieke pedagogisch-didactische wenken 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9. 4.10.
5.
5 9 11
Stoffen en mengsels Stoffen en reacties Karakteristieken van chemische reacties Periodiek systeem en atoombouw Koolwaterstoffen Classificatie van stoffen Oplossingen in water Kwantitatieve analyse Zuren en basen Metalen en redoxreacties
12 14 17 20 22 24 26 28 30 32
Algemene pedagogisch-didactische wenken
34
5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 6. 7. 8.
Wetenschappelijke vaardigheden Wetenschap en samenleving
3 4 5
Algemene leerlijn voor natuurwetenschappen Overzicht van de leerstof en situering van de leerlingenproeven in het leerplan Wenken bij de uitvoering van de leerlingenproef Wenken bij de informatieopdracht
Minimale materiële vereisten Evaluatie Bibliografie
34 35 36 37 38 39 41
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
1.
3
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 in overeenstemming met 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 in de basisvorming beoogt 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 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. Zij beschikken over wetenschappelijke vaardigheden en zij zijn voldoende communicatievaardig om de relaties tussen wetenschappen en de contextgebieden: duurzaamheid, cultuur en maatschappij te duiden. 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 Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
2.
Beginsituatie
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. De begrippen atoom en molecule en het deeltjesmodel komen reeds aan bod in de eerste graad. 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.
4
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
3.
5
Algemene doelstellingen
Naast de constructie van kennis en inzicht in een vakspecifiek begrippenkader ontwikkelen leerlingen ook wetenschappelijke vaardigheden en communicatievaardigheden.
3.1.
Wetenschappelijke vaardigheden
Tijdens de lessen chemie voeren de leerlingen minimaal 4 leerlingenproeven in 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 leraren van de eerste graad en tweede graad noodzakelijk, zodat het duidelijk is welke deelvaardigheden van de natuurwetenschappelijke methode de leerlingen tijdens de eerste graad hebben ingeoefend. De uitdrukking in de algemene doelstellingen “Onder begeleiding uitvoeren” betekent dat de leerlingen de activiteiten uitvoeren waarbij zij de wetenschappelijke vaardigheden bewust en stapsgewijze 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. Proeven, experimenten en opdrachten kunnen als ondersteuning van de theorie achteraf gegeven worden maar zijn soms zeer goed bruikbaar als inleiding naar een theoretische benadering van een concept. 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 verslag. Indien er in de klas maar één proefopstelling aanwezig is kan het experiment worden uitgevoerd als klasproef. De werkvorm waarbij verschillende opstellingen aangeboden worden 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. 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 Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
6
Algemene doelstellingen bij de ontwikkeling van wetenschappelijke vaardigheden en het gebruik van de natuurwetenschappelijke methode
Nummer algemene doelstelling
AD1
Onder begeleiding informatie over een gegeven natuurwetenschappelijk verschijnsel verzamelen en ordenen. (oriëntatie)
AD2
Onder begeleiding bij een natuurwetenschappelijk verschijnsel een onderzoeksvraag opstellen en eventueel een hypothese formuleren. (onderzoeksvraag en hypothese)
AD3
Onder begeleiding een methode of een onderzoeksplan opstellen om de gestelde vraag te onderzoeken. (onderzoeksplan)
Wenken De leerlingen laten brainstormen, de verschillende facetten van het gegeven duidelijk laten beschrijven en eventueel met een schematische tekening de situatie laten verduidelijken. (AD1) Met enkele vragen de voorkennis van de leerlingen toetsen en eventueel bijsturen. (AD1) Samen met de leerlingen vanuit de concrete situatie mogelijke vragen formuleren om zo te komen tot een duidelijke onderzoeksvraag. (AD2) De leerlingen proberen een toetsbare hypothese te formuleren. (AD2) Na het formuleren van de hoofdvraag aandacht hebben voor de factoren die constant blijven tijdens het onderzoek en voor de gegevens bij de proef. (AD3)
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
AD4
Het onderzoeksplan uitvoeren en de resultaten overzichtelijk en nauwkeurig ordenen. (uitvoering)
AD5
Tijdens de uitvoering van de opdracht/experiment de productetiketten interpreteren. (uitvoering)
AD6
Tijdens de uitvoering van de opdracht/experiment veilig en verantwoord omgaan met stoffen, voorwerpen en toestellen. (uitvoeren)
AD7
Bij het noteren van de meetwaarden de correcte wetenschappelijke terminologie, symbolen en SI-eenheden gebruiken. (verwerking)
Wenken De leerlingenproeven een uitdagend en motiverend karakter geven en in verband brengen met een betekenisvolle en/of technische context. In de eerste lessen wordt het labo verkend, worden de gevaren aangehaald en de te volgen veiligheidsprocedures overlopen. Een laboreglement is hiervoor een nuttig instrument. (AD5, 6) De productetiketten moeten goed leesbaar en volledig zijn. De leerlingen houden rekening met de gevarensymbolen en de P- en H-zinnen en kunnen die toepassen. (AD5, 6) Het chemisch afval wordt steeds gesorteerd en verwijderd op een daartoe voorziene manier. Voor praktische tips rond ‘Veiligheid in de schoollaboratoria’ en nuttige weblinks: smart¬school virtuele klas chemie. (AD5 en 6) Leerlingen moeten het onderzoeksplan kennen en begrijpen vooraleer ze starten met de uitvoering van hun onderzoek. (AD6) Bij de uitvoering van de proef planmatig en efficiënt werken met respect voor de omgeving en de materialen. (AD6) Waarnemingen moeten objectief geregistreerd worden en mogen niet verward worden met interpretaties. (AD4) De leerlingen moeten inzien dat meettoestellen moeten aangepast worden aan te meten hoeveelheid stof. De specifieke voordelen van het ordenen van meetwaarden in een tabel of grafiek toelichten.
7
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
AD8
Onder begeleiding uit de waarnemingen/meetwaarden/grafieken conclusies trekken en het resultaat evalueren. (besluit en evaluatie)
AD9
Onder begeleiding over een opdracht/onderzoek rapporteren en reflecteren. (rapportering)
8
Wenken Leerlingen proberen op basis van hun waarnemingen een relevant besluit te formuleren. (AD8) “Onder begeleiding … evalueren” kan gebeuren via een aantal gerichte vragen en opdrachten. (AD8) De leerlingen reflecteren over het besluit. Het besluit wordt teruggekoppeld naar de geformuleerde hypothese, deze wordt bevestigd of weerlegd. In het laatste geval denken de leerlingen na over de hypothese, gebruikte methode …(AD8) Leerlingen leren rapporteren en communiceren over de resultaten van de proef door het maken van een verslag, een poster, korte mondelinge presentatie. (AD9) De leerlingen leren zelfstandig een verslag maken en gebruiken hierbij zoveel mogelijk ICT. Het verslag bevat minimaal volgende punten: (AD9) 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; reflectie. Het is belangrijk dat de verslaggeving persoonlijk of in kleine groepjes gebeurt en dat leerlingen het verslag nauwkeurig en met de nodige discipline leren maken. Bij het aanleren van de opmaak van een verslag kan als start een voorgedrukt werkblad ter ondersteuning worden gebruikt. Leerlingen leren zo om geleidelijk aan zelfstandig een verslag te maken (tegen het einde van de tweede graad). 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: nauwkeurigheid, respect voor het materiaal, samenwerking, uitvoeren van instructies, aandacht voor veiligheid …
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
3.2.
9
Wetenschap en samenleving
In het domein “wetenschap en samenleving” maken de leerlingen kennis met de maatschappelijke relevantie en verschillende toepassingen van chemische kennis. Vanuit de contextgebieden duurzaamheid, cultuur en maatschappij worden een aantal informatie- en/of communicatievaardigheden ingeoefend. De leerlingen leren hierbij op een efficiënte manier informatie verwerven, verwerken, presenteren en maken hierbij zoveel mogelijk gebruik van ICT. Leerlingen voeren tijdens de tweede graad minimum één informatieopdracht uit voor het vak chemie binnen enkele verschillende contextgebieden. Bij het verduidelijken van en het zoeken naar oplossingen voor duurzaamheidvraagstukken AD10 onder begeleiding wetenschappelijke principes hanteren die betrekking hebben op grondstoffenverbruik, energieverbruik (duurzaamheid). Onder begeleiding de natuurwetenschappen als onderdeel van de culturele ontwikkeling van de AD11 maatschappij duiden (cultuur) en de wisselwerking met de maatschappij op ecologisch, economisch, ethisch en technisch vlak illustreren (maatschappij). Wenken De informatieopdracht kan gerealiseerd worden via activerende werkvormen. Mogelijke werkvormen: een discussiegesprek waarbij gefundeerde argumenten worden gebruikt; een stellingenspel of andere werkvormen waarbij communicatie wordt geactiveerd; een presentatie van een onderzoek (poster, ppt …); taal activerende of taal ondersteunende opdrachten (slangenspel, placemat, bingo…); verslag van bedrijfsbezoek of een bezoek aan musea of wetenschapscentra; expert als gastleraar in de school; projectwerking “techniek en wetenschap”; gebruik van artikels uit de media. Duurzaamheid: kunststoffen: isolatiemateriaal, coatings; silicium in fotocellen; PET en andere recycleerbare plastics; duurzaam bouwen. Cultuur: carbonfiber in sportmateriaal; cosmetica; soorten verven en restauratie van schilderijen.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
Maatschappij: bijv. doos van Technopolis “time voor Nano”; de zaak polly meer; het verschil duiden tussen pseudo – wetenschappelijke kennis en wetenschappelijke kennis. De informatieopdracht beperken tot maximaal twee lesuren. Deze algemene doelen kunnen ook vakoverschrijdend of projectmatig gerealiseerd worden.
10
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
4.
11
Leerplandoelstellingen, leerinhouden en specifieke pedagogisch-didactische wenken
Bij elke leerplandoelstelling wordt in de eerste kolom een verwijzing gemaakt naar één van de volgende symbolen: Het nummer van de gemeenschappelijke eindterm natuurwetenschappen; D: deze leerplandoelstellingen worden voorzien om aan differentiatie te doen zodat de leerkracht kan inspelen op de verschillende interesses, leerstatus en leerprofielen van de leerlingen. Deze differentiatiedoelstellingen worden cursief gedrukt en aangeduid met een D. De uitvoering van minimaal twee leerlingenproeven per leerjaar is verplicht, de leerplandoelstellingen i.v.m. leerlingenproeven zijn suggesties. De uitvoering van één informatieopdracht per graad is verplicht. Uitvoering van leerlingenproeven Tijdens de uitvoering van de leerlingenproeven de ontwikkeling van attitudes zoals taakgerichtheid, respect voor materiaal en milieu, zin voor veiligheid en sociale vaardigheid 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 vaardigheden en attitudes met de vakgroep te bespreken. Bij elk onderdeel staan na de wenken enkele mogelijke proeven; hieruit kunnen leerlingenpractica en/of demoproeven gekozen worden. Andere proeven kunnen, indien wenselijk, ingelast worden. Uitvoering van informatieopdracht Bij bepaalde hoofdstukken wordt een suggestie gemaakt naar de contextgebieden: cultuur, duurzaamheid of maatschappij voor het opstellen van de informatieopdracht. De verdeling van de contextgebieden: cultuur, duurzaamheid en maatschappij met de vakgroep afspreken. Bij verwerking van de leerinhouden
Demonstratie en observatie dienen als basis voor de realisatie van de leerinhouden. Lessen zoveel als mogelijk benaderen vanuit de leefwereld van de leerling of vanuit de actualiteit. Leerinhouden staan in de rechterkolom bij de doelstellingen. De wenken zijn per deel geformuleerd en bieden een ondersteuning. Voor bijkomende Informatie over leerlingenproeven en leerinhouden alsook voor interessante internetsites en linken kan je terecht op de virtuele klas van chemie (smartschool GO!).
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
4.1. DECR. NR 11
Stoffen en mengsels LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen
het verschil aangeven tussen een voorwerp en een stof;
4.
aan de hand van een proef fysische en chemische eigenschappen van de stof onderscheiden;
Leerlingenproef: Fysische en chemische eigenschappen
uitleggen dat de oorsprong van een zuivere stof, natuurlijk ontstaan of synthetisch bereid, geen invloed heeft op haar eigenschappen;
Voorbeelden zoals: riet- en bietsuiker, CO2
5.
6.
aan de hand van voorbeelden uitleggen wat het verschil is tussen een mengsel en een zuivere stof; mengsels onderscheiden op basis van de componenten;
Heterogeen en homogeen mengsel zoals emulsie, suspensie, oplossing, gasmengsel, aerosolen, rook … Bijv.: gefractioneerde destillatie van aardolie
met eenvoudig materiaal enkele scheidingstechnieken veilig uitvoeren.
Leerlingenproef: scheiden van mengsels
2.
3. 4, 12,14
2
1
1, 4 12, 14
LEERINHOUDEN Sectoren van de chemische industrie: voedingsindustrie, landbouwindustrie, farmaceutische, petrochemie, … Chemie in het dagelijks leven Labo Reglement, praktische tips, PMB, etikettering, H en P-zinnen, Gevarensymbolen, benoemen van labomaterieel Verschil tussen stof en voorwerp
1. 12, 13, 14
12
7. 8.
voorbeelden uit het dagelijkse leven in verband brengen met chemische industrie;
veilig en verantwoord werken in het laboratorium;
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
13
SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN In het vak natuurwetenschappen en technologische opvoeding in de 1e graad is reeds aandacht besteed aan grondstoffen, materialen en voorwerpen. De leerlingen hebben ook reeds kennis gemaakt met het begrip stof en het onderscheid tussen mengsel en zuivere stof geleerd. Er kan vertrokken worden vanuit het idee dat leerlingen zelf over chemie hebben of vanuit de vertoning van de video ‘Chemie voor vandaag en morgen’ van SIREV of op http://chemistryallaboutyou.eun.org/ vanuit posters (aan te vragen bij www.Chemieisoveral.nl ) Mogelijke contexten: geneesmiddelen, drugs, huishoudproducten, onderzoek in de omgeving, wapens, giftige stoffen, kunststoffen versus natuurproducten. Aan de hand van een aantal dagelijkse gebruiksvoorwerpen het onderscheid uitleggen tussen een voorwerp en de stof(fen) waaruit dat voorwerp bestaat; proeven van of ruiken aan stoffen kan gevaarlijk zijn. De verschillen tussen stoffen zoals azijn, water, alcohol, ijzer, koper, zout, kristalsuiker, enz. zijn gebaseerd op fysische en chemische eigenschappen. Voorbeelden (5): rietsuiker en bietsuiker; CO2 uitstoot van wagens en CO2 in spuitwater en CO2 in adem. Enkele mengsels die in het dagelijkse leven voorkomen worden bij voorkeur als voorbeelden gebruikt: dranken (o.a. spuitwater, limonade, wijn) voedingswaren (o.a. mayonaise), cosmetica (o.a. huidcrèmes). MOGELIJKE PROEVEN
Stoffen classificeren naar eigenschappen Scheiden van zeewater (zout, zand, water) (filtratie en indamping) Extractie van olie uit pindanoten (extractie) Koffie zetten (extractie en filtratie) Bladgroen uit bladeren (extractie en chromatografie) Destillatie van rode wijn kan als demo-experiment didactisch zeer waardevol zijn. Van suikerbiet tot suiker (extractie – filtratie – adsorptie – filtratie – kristallisatie)
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
4.2. DECR. NR
14
Stoffen en reacties LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen aan de hand van voorbeelden enkelvoudige en samengestelde stoffen herkennen op 9. basis van hun opbouw;
2, 14
LEERINHOUDEN Enkelvoudige/samengestelde stoffen
enkelvoudige en samengestelde stoffen op basis van fysicochemische kenmerken identificeren;
Leerlingenproef: Identificatie van stoffen
10.
Belangrijkste elementen met hun symbolen
11.
het symbool schrijven als de naam gegeven is en de naam noemen als het symbool gegeven is van minstens twintig elementen;
H20 ----> H2 + O2
12.
op basis van een eenvoudige reactie beschrijven dat stoffen opgebouwd zijn uit atomen die ook na reactie behouden blijven;
3
13.
wet van behoud van atomen een elementair inzicht in de opbouw van het periodiek systeem aantonen.
De metalen en niet-metalen, de groepen en de periodes Rangschikking volgens stijgende atoommassa
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
15
SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Leerlingen kennen de begrippen atoom, molecule en maakten kennis met het deeltjesmodel in de eerste graad. Als voorbeelden van chemische reacties kunnen omzettingen van eetwaren gekozen worden, (bijv. bakken en braden, zuur worden van melk en wijn, rijzen van deeg) aantasting van metalen, verbrandingsreacties, uitharding van gips, ontkalken van koffiezet en reinigen van sanitair. Stoffen die niet kunnen ontleed worden in andere stoffen noemt men enkelvoudige stoffen, stoffen die wel ontleed kunnen worden noemt men samengestelde stoffen( bv door elektrolyse van water ontstaat er waterstofgas en zuurstofgas, door verhitting van suiker ontstaat kool en water). Hierbij kan gebruik gemaakt worden van het deeltjesmodel. Atomen zijn uiterst kleine deeltjes die bij een chemische reactie niet vernietigd worden. In de natuur komen 92 atoomsoorten (elementen) voor; ze verschillen in grootte en in massa. De belangrijkste elementen: Cl, I, O, S, N, P, C, H, He, Ne, Ar, Na, Ca, Mg, Fe, Zn, Hg, Al, Pb, Cu, Ag, Au. Doelstelling 12: reactievergelijking met woorden beschrijven. Het is niet de bedoeling nu reeds lln. reactievergelijkingen met symbolen te laten schrijven. Voorbeelden van samengestelde stoffen: waterstofchloride (H, Cl): verwijdering van cementresten, zwavelzuur (H, S, O): accu, natriumhydroxide (Na, O, H): ontstopper van afvoerbuizen, ammoniak (N, H): ontvettingsmiddel, calciumhydroxide (Ca, O, H): bepleisteren van muren, natriumchloride (Na, Cl): keukenzout, natriumwaterstofcarbonaat (Na, H, C, O): maagzout, calciumcarbonaat (Ca, C, O): krijt, marmer. Om bij stoffen het onderscheid tussen het element en de enkelvoudige stof te maken, spreken we bv. van zuurstofgas en zuurstof en bv. van natriummetaal en natrium. Pas als de leerlingen duidelijk het verschil inzien tussen het element en de enkelvoudige stof, kan voor metalen de uitgang – metaal- weggelaten worden. Waarneembare eigenschappen van metalen en niet-metalen zijn de fysische eigenschappen: aggregatietoestand bij kamertemperatuur, elektrische geleidbaarheid, warmtegeleiding, vervormbaarheid, …Hierbij kunnen bv kwik, zwavel en andere stoffen met speciale eigenschappen aan bod komen. Gebruik maken van het PSE met toepassingen (te bestellen bij KVCV), spectaculaire en gevaarlijke experimenten met alkalimetalen eventueel tonen aan de hand van filmpjes (periodic table of elements) http://www.periodicvideos.com/ . MOGELIJKE PROEVEN Identificatie van een aantal stoffen: (fysische kenmerken) geur, geleidbaarheid, aggregatietoestand, kristalvorm, dichtheid, kleur, … (chemische kenmerken) brandbaarheid, … Verwarmen van bv bakpoeder, suiker, ammoniumchloride, oplossen van een bruistablet in water met CO2 ontwikkeling. Demoproef: reactie van ijzer(poeder) met zwavel: aantonen met magneet dat er geen ijzermetaal meer is. Demoproef: elektrolyse van water. Demoproef: in beker met water en fenolftaleïne: schaatsende natrium. Demoproef: in reageerbuis met laagje pentaan bovenop water: dansende natrium.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
16
MOGELIJKE INFORMATIEOPDRACHT Van enkele enkelvoudige stoffen (bijvoorbeeld: diwaterstof, dizuurstof, trizuurstof, dichloor, dijood, diamant, grafiet, octazwavel, natrium, magnesium, aluminium, ijzer, zink, lood, koper, kwik, goud, zilver) kunnen één of meer van de volgende aspecten besproken worden: voorkomen, winning, bereiding, fysische eigenschappen, chemische eigenschappen, toepassingen.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
4.3. DECR. NR
Karakteristieken van chemische reacties LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen de wet van behoud van massa aantonen; 14. 15.
16.
3 3, 12, 14
17. 18.
19. 3
de wet van behoud van massa bij chemische processen (wet van Lavoisier) formuleren en toepassen;
met voorbeelden en aan de hand van de begrippen molecule en atoom verduidelijken wat een formule is;
eenvoudige reactievergelijkingen in evenwicht brengen; eenvoudige exo- of endotherme reacties uitvoeren; de verbranding van een enkelvoudige of samengestelde stof herkennen als een oxidatie met zuurstofgas waarbij één, respectievelijk meerdere oxiden gevormd worden;
LEERINHOUDEN Leerlingenproef: behoud van massa Wet van Lavoisier
Een molecule is opgebouwd uit atomen, die in een bepaalde verhouding voorkomen De formule of formule-eenheid van een stof geeft aan welke atoomsoorten erin voorkomen en in welke verhouding. Termen reagens en reactieproducten en de pijl komen hier aan bod Leerlingenproef: eenvoudige exo- en/of endoterme reacties Verbranding van enkelvoudige en samengestelde stoffen, bijv. houtskool, steenkool, metalen, aardgas…
gebruik maken van de gegeven formules om de reactievergelijking te schrijven van de verbranding van enkelvoudige en samengestelde stoffen;
Formules en reactievergelijkingen
20.
21.
de begrippen exo- en endo-energetisch illustreren met voorbeelden van chemische processen;
Exo- en endo-energetische reacties bijv. elektrolyse van water, verbranding van aardgas
aan de hand van voorbeelden verschillende vormen van energieomzettingen bij chemische reacties herkennen;
Bijv.: luminescentie, stralingsenergie
22.
voorbeelden geven van trage en snelle reacties.
Roesten van ijzer, verbranding van ether, …
9
9
3, 11
17
23.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
18
SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Onderscheid aangeven tussen de moleculen van enkelvoudige en samengestelde stoffen aan de hand van het begrip atoomsoort. bijv. met lego en duploblokken of eenvoudige molecuulmodellen. Er zijn applets om voorgetallen in reacties in orde te brengen. bijv. http://phet.colorado.edu/en/simulation/balancing-chemical-equations of http://users.telenet.be/wiskundehoekje/chemie.htm Exo-energetische reacties omschrijven als reacties die energie vrijmaken onder de vorm van: warmte, bijv. verbranding, biogas licht, bijv. light-stick; elektrische energie, bijv. batterij; kinetische energie: beweging. Endo-energetische reacties omschrijven als reacties waarbij energie opgenomen wordt: bijv. coldpacks, oplossen van ammoniumnitraat in water. De verbranding van metalen zoals Mg en Al wordt toegepast in vuurwerk. Ook op de onvolledige verbranding kan ingegaan worden (vorming van koolstofmonoxide, roet…). Bij het roesten van ijzermetaal treedt een oxidatie op. Roest is een volksnaam voor ijzeroxide. Molecuulformules van stoffen: CO2 , O2. De naamgeving van deze eenvoudige stoffen. Voorstelling van reacties door moleculetekeningen. Reactievergelijkingen, bijv.:
Buskruit is een mengsel van kaliumnitraat (75%), houtskool (15%) en zwavel (10%). Bij de ontploffing van buskruit wordt kaliumnitraat gereduceerd. MOGELIJKE PROEVEN Massabehoud aan de hand van eenvoudige reacties onderzoeken, bijv. marmer + zoutzuur, bakpoeder + huishoudazijn (met ballon op flesje), bariumhydroxide-opl. + kopersulfaat-opl. .... (Opletten met de opwaartse druk. Daarom, indien je de proef laat doorgaan, een balans gebruiken die niet te precies is en niet teveel reactie laat doorgaan.) Eenvoudige verbrandingsreacties: verbranden van een kaars, houtskool, aardgas, magnesiumlint, suiker… Eenvoudige endotherme reactie: bijv. bakpoeder en huishoudazijn en de reactie tussen bariumhydroxide en ammoniumchloride. De temperatuur
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
wordt gevolgd. Eenvoudige exotherme reactie: bijv. blussen van ongebluste kalk, de reactie tussen natriumhydroxide en waterstofchloride. De temperatuur wordt gevolgd. Roesten van ijzer. MOGELIJKE INFORMATIEOPDRACHT ICT opdracht over de werking en toepassing van cold- en hotpacks. Vrijkomen van warmte bij biogas.
19
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
4.4. DECR. NR
20
Periodiek systeem en atoombouw LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen een atoom beschrijven als kern omgeven door elektronen; 24. 25. 26.
27.
28. 11 29. D 30.
LEERINHOUDEN Protonen, neutronen, elektronen
de samenstelling van atomen afleiden uit het atoomnummer en het massagetal;
Massagetal - atoomnummer geeft het aantal neutronen
met behulp van het PSE het aantal elektronen op de buitenste schil afleiden;
Voor de elementen van de A-groep
het verband leggen tussen de elektronenconfiguratie en de plaats in het periodiek systeem der elementen;
Elementen uit de hoofdgroepen, atomen gerangschikt volgens toenemende atoomnummers
op basis van de elektronenconfiguratie de Lewisvoorstelling tekenen;
Lewisvoorstelling
het voorkomen en toepassingen van enkele elementen illustreren aan de hand van voorbeelden uit het dagelijkse leven;
Voorkomen en toepassingen van enkele elementen
aangeven dat elk atoom streeft naar een edelgasconfiguratie.
Begin van ionvorming, gemeenschappelijke elektronen (atoombinding),
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
21
SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Voor filmpjes van elk element http://www.systeemderelementen.nl Het maximale aantal elektronen per schil kan steeds berekend worden met de formule 2n2, waarbij n het schilnummer is. Aangeven dat elementen uit eenzelfde hoofdgroep dezelfde reacties vertonen. Als gevolg van een analoge elektronenconfiguratie in de buitenste schil bezitten de elementen in een hoofdgroep gelijkaardige chemische en fysische eigenschappen. De atoommassa’s zijn niet steeds gehele getallen, bijv. de atoommassa van 37,5 bij chloor wijst niet op het bestaan van halve neutronen in chloor maar op het bestaan van isotopen isotopen. Aangeven dat de horizontale groeperingen periodes genoemd worden. 92 unieke atoomsoorten. Helium kan je inademen (piepstemmetje) want is als edelgas totaal niet reactief en dus onschadelijk voor je longen, het verhoogt enkel de trillingsfrequentie van de stembanden. Neon wordt gebruikt in TL lampen, ook argon heeft als edelgas toepassingen bij grote hitte zoals in argon lampen of bij laswerken. Helium is niet reactief, maar wel gevaarlijk want bij teveel inname kan je sterven (duikersprobleem) Bij argon krijg je precies het omgekeerde (een lage basstem). Het atoommodel eindigt niet bij de neutronen en protonen, onderzoek naar nog meer fundamentelere bouwsteentjes gaat verder: LHC in het CERN. MOGELIJKE PROEVEN Vlamproeven geven een analogie met het ROGGBIV spectrum en de kleur van de vlam toont op die manier het aantal schillen van het metaal dat wordt onderzocht. Voorbeeld van lithiumzout (ROOD), natriumzout (ORANJE), koperzout (GROEN), de leerlingen vergelijken de kleur van de vlam met de positie in het spectrum en tegelijkertijd op PSE en concluderen dat de 7 kleuren van het ROGGBIV spectrum en de 7 perioden van het PSE een overeenkomst hebben.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
4.5. DECR. NR
Koolwaterstoffen LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren of 31. benoemen als een anorganische of organische stof.
12, 14
Begrip ‘organische stof’: alle C-verbindingen behalve CO, CO2 en carbonaten. Leerlingenproef: bijvoorbeeld kaarsvet, suiker ...
op basis van de Lewisvoorstelling de bindingsmogelijkheden van het C-atoom afleiden.
Vier bindingen van C-atoom
het model van de atoombinding als gemeenschappelijk elektronenpaar tussen twee atomen voorstellen.
Lewisvoorstelling van moleculen
34.
eenvoudige structuurformules, brutoformules en namen van enkele onvertakte alkanen schrijven.
De eerste 10 alkanen
35.
het onderscheid tussen polaire en apolaire atoombindingen aantonen;
Leerlingenproef: apolaire en polaire stoffen aantonen door afbuiging met gewreven glazen staaf (water ,ethanol ,hexaan).
oplosbaarheid in verband brengen met polariteit;
Leerlingenproef: de oplosbaarheid van water, olie, benzine in hexaan en water onderzoeken.
een verband leggen tussen aggregatietoestand en de ketenlengte van alkanen.
Demoproef: alkanen
33.
1, 12, 14 36. 1, 12, 14 37. 38.
11 39. D 40. D
LEERINHOUDEN
door middel van eenvoudige proeven de aanwezigheid van koolstof en van waterstof in organische stoffen aantonen.
32.
12, 14
22
41.
enkele toepassingen van alkanen beschrijven; de structuurformule van etheen en ethyn schrijven en enkele toepassingen met hun positieve en nadelige effecten geven. de structuurformules van methanol en ethanol schrijven en het gebruik toelichten.
Brandstof, aardgas, kaarsvet, paraffine, vaseline, voorkomen van alkanen in de natuur: methaan, moerasgas, biogas, mijngas, aardgas. Acetyleen (ethyn) als lasgas Etheen als grondstof voor polymerisatie Alcoholen: de functionele groep (-OH) van een alcohol
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
23
Methanol als brandalcohol, biobrandstof en ethanol voor consumptie, biobrandstof, ontsmettingsmiddel SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Anorganische en organische chemie: Vroeger dacht men dat een bepaalde ‘levenskracht’ van planten en dieren nodig was voor de synthese van organische stoffen. De mythe van de levenskracht (‘vis vitalis’). Organische chemie wordt ook wel ‘koolstofchemie’ genoemd. Synthetische stoffen verschillen enkel in bereidingswijze van hun natuurlijke equivalent. In overleg met de leerkracht aardrijkskunde het ontstaan, de winning, en de verwerking van steenkool en/of aardgas en/of aardolie behandelen. Aan de hand van formules kunnen herkennen of het gaat om een organische of een anorganische stof. Bijv. CH4, C2H6, C2H4, C2H2, CH3CH2OH: organische stoffen – voornamelijk C en H (maar O, N, S ook mogelijk) Bijv. NaCl, Fe, Mg, CaCO3, O2, O3, CO, H2, NH3: anorganische stoffen. Biogas: afbraak van organische verbindingen door bacteriën onder anaerobe omstandigheden. Het gebruik van etheen (en andere alkenen en alkynen) in de polymeerchemie kunnen toeschrijven aan de aanwezigheid van onverzadigde bindingen (dubbele en drievoudige bindingen). Door additie van HCl aan ethyn ontstaat vinylchloride waaruit polyvinylchloride (PVC) wordt gemaakt. Kamperen in de winter: het gebruik van campinggas (propaan/butaan) is afhankelijk van het seizoen. Dit kan verklaard worden aan de hand van de kookpunten van propaan en butaan. (klimmers op grote hoogte gebruiken daarom propaan). MOGELIJKE PROEVEN Het verband tussen de aggregatietoestand en de ketenlengte van alkanen kan als volgt geïllustreerd worden. Demoproef alkanen: onderzoek naar het verband tussen de aggregatietoestand van onvertakte alkanen en de ketenlengte. De volgende alkanen kennen de leerlingen uit het dagelijkse leven methaan (bunsenbrander), propaan (kampeergas), butaan (aansteker): gassen bij kamertemperatuur. Pentaan, hexaan, heptaan, octaan, benzine: vloeibaar bij kamertemperatuur hogere alkanen (aanwezig in paraffine, kaarsvet, vaseline): vast bij kamertemperatuur. Van enkele van deze stoffen onderzoekt men de ontvlambaarheid. Demoproef 2: aansteker 1 in de koelkast (vloeibaar), aansteker 2 bij kamertemperatuur (gas); aansteker 1 werkt pas na enkele minuten. ‘De zaak Polly Meer’ is een doe-doos rond kunststoffen, te verkrijgen via Technopolis. alle granulaten en halffabricaten zitten in de doos. MOGELIJKE INFORMATIEOPDRACHTEN
Opzoeken van de recyclagecodes bij kunststoffen en de voornaamste eigenschappen en gebruik van bijv. PET, PE en PVC. ICT-opdracht/omgaan met informatie. Het belang van fossiele bronnen (steenkool, aardgas, aardolie) aangeven. Toepassingen en gebruik van alkanen in het dagelijkse leven, in de natuur.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
4.6. DECR. NR
24
Classificatie van stoffen LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen
42.
1
de molecuulformules van belangrijke binaire en ternaire zuren in verband brengen met hun wetenschappelijk en triviale naam en omgekeerd;
aan de hand van geleidbaarheidsproeven afleiden dat zuren ionbindingen zijn; 43.
11
44.
45.
1, 12, 14
toepassingen van enkele zuren geven;
de verhoudingsformules van belangrijke hydroxiden in verband brengen met hun naam en omgekeerd;
eenvoudige neutralisatiereacties uitvoeren met gebruik van een indicator; 46.
LEERINHOUDEN Formules van zuren: algemene voorstellingswijze: HZ. Een Zuur is een stof die, opgelost in water, een waterstofion zal vormen (H+) en een zuurrestion (Z-) Voorbeelden: zoutzuur (HCl), koolzuur (H2CO3), zwavelzuur (H2SO4), fosforzuur (H3PO4) en salpeterzuur (HNO3) Leerlingenproef : geleidbaarheid van zuren testen Voorbeelden: zoutzuur: verwijderen cementresten, kalkaanslag Koolzuur: ontstaat bij oplossen van koolstofdioxide (CO2) in water (H2O) bijv. frisdranken Zwavelzuur: zuur in accu van wagen Fosforzuur: voedingsadditief, in cola Salpeterzuur: gebruik bij synthese van meststoffen, vormt samen met zoutzuur ‘aqua regia’ (= koningswater) Formules van hydroxiden: algemene voorstellingswijze: MOH (met Mn+ : metaal-ion, OH- : hydroxide-ion) NaOH: natriumhydroxide; KOH: kaliumhydroxide; Ca(OH)2 : calcium(di)hydroxide (gebluste kalk); Al(OH)3 : aluminiumhydroxide, Leerlingenproef: zouten Neutralisatiereactie van een zuur en een base geeft een zout
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
47.
48.
de verhoudingsformules van binaire en ternaire zouten in verband brengen met hun naam en omgekeerd;
aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren.
25
Formules van zouten: algemene voorstellingswijze Mn+, NMn- (met Mn+: metaalion, NMn-: niet-metaalion, zuurrestion) Formules van zouten bepalen door toepassing van de neutraliteitsregel Classificatie van stoffen op basis van hun formule
SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Formules van zouten, zuren en basen schrijven aan de hand van periodiek systeem en eventueel met tabel met positieve en negatieve ionen. Voor zouten en basen met metaalionen uit de a-groepen volstaat de naam zonder tussenvoegsel (di, tri); de lading van het metaalion tussen haakjes vermelden is overbodig. Bijv. Ca(OH)2 is calciumhydroxide. Toepassingen van zouten, zuren en basen uit het dagelijkse leven: natriumhydroxide is WC-ontstopper, natriumchloride is keukenzout, zwavelzuur zit in accu van wagen, het gebruik van natriumwaterstofcarbonaat (bicarbonaat, NaHCO3) als bakpoeder, in maagtabletten en bruistabletten, bij het wassen van groenten en als tandbleekmiddel, het gebruik van soda (Na2CO3) bij productie van wasmiddelen, glas, papier en als schoonmaakmiddel, meststoffen: bereiding van ammoniak en ammoniumzouten. Het ontstaan van stalagmieten en stalactieten uitleggen aan de hand van de aanwezigheid van calciumwaterstofcarbonaat (Ca(HCO3)2) en calciumcarbonaat (CaCO3). De hardheid van water uitleggen aan de hand van de aanwezigheid van calciumwaterstofcarbonaat (Ca(HCO3)2). MOGELIJKE PROEVEN
Ontbranding van fosfor (laten zien via film of demoproef). Aantonen van zuren en basen met een indicator. Bereiding van harde zeep met NaOH, bereiding van zachte zeep met KOH of vloeibare zeep met dodecanol. Principe van ontkalking: CaCO3 (kalk) reageert met HCl (zoutzuur). Er wordt koolstofdioxide gevormd. Als introductie op volgend hoofdstuk kan men hier de oplosbaarheid van zouten in water of het geleidingsvermogen van zoutoplossingen onderzoeken. Bereiding van zwaveligzuur uitgaande van zwavelbloem. Bereiding van fosforigzuur uitgaande van fosfor. Het rijzen van deeg verklaren: bij verhitten van natriumwaterstofcarbonaat (NaHCO3 ) ontstaat natriumcarbonaat, koolstofdioxide en water.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
4.7. DECR. NR 1
Oplossingen in water LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen het oplossen van stoffen in water beschrijven in termen van corpusculaire interacties; 49. in een tabel het onderscheid tussen goed en slecht in water oplosbare ionverbindingen aflezen en daaruit afleiden of een neerslag kan ontstaan; 50.
1, 12, 14 12, 14
26
51. 52. 53.
LEERINHOUDEN Corpusculaire interacties bij het oplossen Dissociatie of ionisatie Oplosbaarheidstabellen gebruiken Natrium-, kalium- en ammoniumzouten en alle nitraten zijn goed oplosbaar.
de oplosbaarheid en geleidbaarheid van ion- en molecuulverbindingen onderzoeken; eenvoudige neerslagreacties uitvoeren; het ontstaan van een neerslag door reactie tussen elektrolytoplossingen beschrijven in termen van corpusculaire interacties.
Leerlingenproef: geleidingsvermogen testen van verschillende oplossingen (zouten, zuren ...) Leerlingenproef: eenvoudige neerslagreacties Zilvernitraat en keukenzout oplossen en mengen
SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Het tetraëdermodel wordt niet toegelicht maar voor water wordt de hoekstructuur gerespecteerd. Leerlingen nemen dit zonder voorkennis aan. Met behulp van een elektrisch geladen staaf het al of niet afbuigen van een vloeistofstraal (water, pentaan) het polair of apolair karakter van molecuulverbindingen aantonen. Het oplossen van ionverbindingen beschrijven door interacties tussen ionen en water: het vormen van een watermantel. Steunend op het model van het ionkristal van keukenzout en het polair karakter van de watermolecule, het mechanisme afleiden van het oplossen van een ionverbinding . Het oplossen van NaCl in water kan mooi geïllustreerd worden aan de hand van applets, bijvoorbeeld: http://users.skynet.be/eddy/zout_en_methanol.html of http://users.skynet.be/eddy/nacl.html Het geleidingsvermogen van oplossingen van sommige molecuulverbindingen (bijv. HCl) verklaren door de vorming van vrije ionen, ten gevolge van een reactie met water, ionisatie: HCl H+ + Cl De werking van zeep is volledig gebaseerd op het polair/apolair principe (zie dia DIDAC reeks). MOGELIJKE PROEVEN Testen van de geleidbaarheid van enkele zouten en zuren in water: keukenzout, CaCO3, HCl. Testen van de oplosbaarheid van NaCl en dijood in respectievelijk water en pentaan. Oplosbaarheid van inkt in water en pentaan: polariteit van inkt kan hieruit worden afgeleid.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
Onderzoek van zeewater, leidingwater en gedemineraliseerd water met behulp van een zilvernitraatoplossing. Neerslagreacties tussen twee zoutoplossingen uitvoeren en door reactievergelijkingen voorstellen.
27
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
4.8. DECR. NR 13
Kwantitatieve analyse LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen de grootheid atoommassa in het PSE opzoeken; 54.
13
LEERINHOUDEN De eenheidsmassa is de unit
met voorbeelden uitleggen wat een mol materie is;
Vraagstukken over omrekeningen mol naar aantal deeltjes onderling(en omgekeerd)
de constante van Avogadro definiëren als het aantal materiedeeltjes per mol stof;
Overgang van unit naar gram
57.
op basis van een gegeven formule uit een gegeven massa de stofhoeveelheid in mol berekenen en omgekeerd;
Molaire massa, symbool M, gebruikelijke eenheid g/mol Leerlingenproef:
58.
een oplossing maken met een bepaalde concentratie en verdunningen maken van deze oplossing;
59.
concentratie bepalen van een oplossing;
Leerlingenproef: bijv. titratie van tafelazijn
eenvoudige stoichiometrische vraagstukken oplossen.
De reactie van zoutzuur en natriumhydroxide (aq) tot keukenzoutoplossing
55. 56. 13
12, 14
D
28
60.
SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Het getal van Avogadro (NA) eenmaal voluit schrijven als 602 000 000 000 000 000 000 000 om duidelijk te maken over welk getal we spreken, de leerlingen zijn nog niet volledig vertrouwd met de wetenschappelijke notatie. Zet naast elkaar enkele stoffen waarvan telkens 1 mol is afgewogen, bijv. 1 mol water, suiker, keukenzout, ethanol… Het plaatsen van de juiste eenheden en symbolen voor die eenheden nauwgezet opvolgen. massa volume % wordt nagenoeg niet meer gebruikt, tenzij in de industrie om oplossingen te bereiden. Concentraties van zuren wordt ook aangegeven in GG% bijv. 37% zoutzuur, 37 g op 100g oplossing (LPD 57) Aangeven dat door reactie van 2 gevaarlijke stoffen (HCl en NaOH) een ongevaarlijke oplossing van keukenzout ontstaat. MOGELIJKE PROEVEN Concentraties en verdunningen. De leerlingen maken bepaalde oplossingen met gegeven molaire of procentuele concentratie. De leerlingen testen de maximale oplosbaarheid van keukenzout in water bij kamertemperatuur en berekenen vervolgens de molaire en procentuele concentratie.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
29
Zilvernitraat (gegeven massa) en keukenzout (gegeven massa) worden opgelost in water in één recipiënt, de leerlingen meten de massa van de neerslag zilverchloride en rekenen dit stoichiometrisch na.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
4.9. DECR. NR 1, 12, 14
Zuren en basen LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen aan de hand van indicatoren een oplossing karakteriseren als zuur, neutraal of basisch; 61.
62.
63. 1, 12,14
30
64.
zuren en basen definiëren;
de pH-schaal van 0 tot 14 in verband brengen met zure, neutrale en basische oplossingen en met de concentratie van H+-ionen en OH—ionen; de pH van allerlei zure en basische oplossingen bepalen;
D 65.
eenvoudige neutralisatiereacties en gasontwikkelingsreacties herkennen.
LEERINHOUDEN Leerlingenproef: oplossingen indelen in zure, neutrale en basische oplossingen. Zuren voorstellen als stoffen met formule HZ, die in water H+ -ionen vrijmaken; basen voorstellen als stoffen die in water OH-ionen vrijmaken. Zuurgraad: aangeven dat in één liter zuiver water slechts 10-7 mol H+ en 10-7 mol OH- ionen aanwezig zijn en dat hiermee een pH = 7 overeenstemt. Leerlingenproef: pH bepaling Herkennen van neutralisatiereacties en gasontwikkelingsreacties op basis van de reactievergelijking en op basis van waarnemingen.
SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Zuren smaken zuur! Lagere en hogere pH in verband brengen met een hogere, respectievelijk lagere concentratie H +ionen. Voor de maagwerking is een zuur milieu nodig; zure oprispingen en maagtabletten. De gouden raad van tante Kaat gaat veelal over neutralisatiereacties. De pH schaal beperken tot een schaal van 0 tot 14 met 7 als neutraal. Waar plaats je Coca-Cola, ontstopper, ammoniak, melk, maagzuur, spuitwater.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
MOGELIJKE PROEVEN Met indicatoren (lakmoes, rode koolsap) oplossingen indelen in zure, neutrale en basische oplossingen (azijn, citroensap, water, keukenzoutopl., oplossing van maagzout, ontstopper...). Proefje van droogijs in ammoniakoplossing met rode koolsap als indicator. Onderzoek van enkele indicatoren: fenolftaleïne, methyloranje, broomthymolblauw. Onderzoek van de universeelindicator. pH-bepaling van oplossingen (dranken, cosmeticaproducten, onderhoudsproducten).
31
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
32
4.10. Metalen en redoxreacties DECR. NR
LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen
LEERINHOUDEN Metalen en metaalroosters: ijzer (atomium)
66.
uitleggen hoe een metaalbinding tot stand komt en enkele kenmerken van het metaalrooster beschrijven;
12, 14 67.
aan de hand van een verbrandingsreactie een oxidatie aantonen;
Oxidatie en reductie Leerlingenproef: Verbrandingsreacties: bijv.: roesten van ijzer. Bijv : vlamreacties met metaalionen, … Verbrandingsreacties: bv roesten van ijzer. Synthesereactie: Na en Cl2.
68.
in verbrandingsreacties, in synthesereacties met enkelvoudige stoffen en in ontledingsreacties van binaire stoffen oxidatie en reductie aanduiden aan de hand van elektronenuitwisseling;
11
69.
10, 11 70.
enkele toepassingen van niet-metalen geven;
met behulp van informatiebronnen productieprocessen van verschillende metalen toelichten en in verband brengen met afgeleide producten.
Ontledingsreactie: bijv. aluminiumoxide naar aluminium. Niet –metalen C en diamant, actieve kool, grafiet, potlood, slijpschijven,… Bijv. gebruik van S in verschillende toepassingen,… Si: glas, zand, siliconen, zonnepanelen, chips (halfgeleiders), … Bereiding van metalen via info –opdracht Bijv.: Fe en Al Bijv. : Staal, inox, brons, …
SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Metalen hebben specifieke eigenschappen. Hierdoor worden ze al sinds de oertijd (kopertijd, bronstijd, ijzertijd) gebruikt in allerlei toepassingen: in kommen wegens hun vervormbaarheid, in wapens en gereedschappen wegens hun elasticiteit en hardheid, in sierraden wegens hun glans. Meer recent worden ze ook gebruikt in toepassingen waar hun goed geleidingsvermogen voor warmte en elektriciteit wordt benut. De specifieke eigenschappen kunnen worden verklaard door de structuur van het metaalrooster (goede geleiding, vervormbaarheid). Het atomium stelt
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
de eenheidscel voor van het metaalrooster van ijzer. Verbrandingsreacties van metalen zoals het roesten van ijzer en het verbranden van magnesium zijn specifieke voorbeelden van redoxreacties. Oxidatie- en reductiereacties moeten worden uitgebreid naar reacties waarbij elektronen worden afgestaan, respectievelijk opgenomen. Andere eenvoudige redoxreacties zijn de synthese van FeS uit Fe+ S8, de ontleding van kwikoxide, verbranding van koolstof… MOGELIJKE PROEVEN
Demoproef: reactie tussen een metaal (Zn, Cu, ) en I2 in een I2 oplossing, reactie van Al met Br2. Demoproef: verbrandingen van metalen (poeders) in een bunsenbrander. Verbranding van zwavel, cokes. Reactie van ijzer en zwavel.
MOGELIJKE INFORMATIEOPDRACHT ICT opdracht: bereiding van staal (hoogovenprocedé), koper, aluminium uit hun ertsen.
33
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
5.
34
Algemene pedagogisch-didactische wenken 5.1.
Algemene leerlijn voor natuurwetenschappen
Basisonderwijs Wereldoriëntatie
Basisbegrippen in het domein natuur; Basisbegrippen in het domein techniek; Onderzoekende houding; Aandacht en respect voor eigen lichaam en leefwereld.
Eerste graad (A-stroom)
Natuurwetenschappen
Tweede graad
Natuurwetenschappen
Biologie/Chemie/Fysica
Wetenschap voor de burger, technicus …
Wetenschap voor de burger, technicus, wetenschapper …
Natuurwetenschappelijke basiskennis en vaardigheden uitbreiden binnen het begrippenkader materie, energie, interactie tussen materie en energie en systemen; De wetenschappelijke methode (onderzoeksvraag, hypothese, experiment, waarnemingen, besluit) stapsgewijs inoefenen; Onderzoekende houding verder ontwikkelen zowel bij terreinstudie als bij het experimenteren. Basisinzichten verwerven in: Het gebruik van modellen zoals o.a. het deeltjesmodel om eenvoudige verschijnselen te verklaren; De cel en de samenhang tussen cel, weefsel, organen, stelsels en het ganse lichaam; Omkeerbare en niet-omkeerbare stofveranderingen. Communicatievaardigheden ontwikkelen over natuurwetenschappen.
Uitbreiding van het begrippenkader vanuit verschillende contexten of thema’s; Communicatie over natuurwetenschappen verder ontwikkelen.
Derde graad
Uitbreiding van een vakspecifiek begrippenkader; Context als illustratie bij de natuurwetenschappelijke begrippen; Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden.
Natuurwetenschappen
Biologie/Chemie/Fysica
Wetenschap voor de burger
Wetenschap voor de wetenschapper, technicus
Begrippenkader in samenhang met contextgebieden; Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden.
Vakspecifiek begrippenkader; Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
35
5.2. Overzicht van de leerstof en situering van de leerlingenproeven in het leerplan Het volgende overzicht van de leerinhouden, concepten en leerlingenproeven is bedoeld als richtlijn bij het opstellen van een jaarvorderingsplan. Er worden minimaal 2 leerlingenproeven per leerjaar uitgevoerd. De concepten worden in de mate van het mogelijke binnen contexten aangeboden. De leraar is vrij zelf de volgorde van de lesonderwerpen vast te leggen. Hiervoor kan de onderstaande volgorde een steun zijn. Thema 1. Stoffen en mengsels
2. Chemische reacties
3. Karakteristieken van chemische reacties
4. PSE en atoombouw
5. Aardolieproducten en koolwaterstof
6. Classificatie van stoffen
7. Oplossingen in water
8. Koolwaterstoffen
9. Zuren en basen
10. Metalen en redoxreacties
Concepten
Leerlingenproeven (keuze)
Stof en voorwerp Chemische en fysische eigenschappen Enkelvoudig/samengestelde stoffen PSE: belangrijkste elementen, groepen, perioden Wet Lavoisier Reactievergelijking Verbranding Exo- en endo-energetisch Atoombouw (kern samenstelling en e-schillen) atoommassa, moleculemassa Atoombinding Atoombinding Alkanen, (structuurformule, brutoformule) Etheen en ethyn Zuren Basen Zouten Polair – apolair Oplosbaarheid Elektrolyten Neerslag Atoommassa Moleculemassa Mol Constante van avogadro Concentratie Eenvoudige stoichiometrie Zuren en basen pH
Llnproef Eenvoudige scheidingstechnieken Llnproef Identificatie van stoffen op basis van kenmerken
Metalen Oxidatie en reductie
Llnproef Wet van behoud van massa Eenvoudige exo- en energetische reacties
Llnproef Aantonen C,H in organische stoffen
Llnproef Oplosbaarheidsonderzoek Eenvoudige neerslagreacties Llnproef Oplossingen met verschillende concentraties maken
Llnproef Indicatoren pH bepalen
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
5.3.
36
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 motiverende 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; reflectie. 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(kleine groep) leerling(en) 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: aandacht voor de veiligheid, goede meetresultaten, nauwkeurigheid, orde en netheid, opvolgen van instructies, 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. De leerlingen leren ook veilig en milieubewust omgaan met allerlei stoffen. Laat de leerlingen niet met giftige stoffen (bijv. kwik) werken. Raadpleeg steeds de COS brochure. De evaluatie van een leerlingenproef zal in grote mate de wetenschappelijke vaardigheden evalueren. Hiertoe is het belangrijk dat de doelstellingen duidelijk zijn naar de leerlingen toe. Het is aangewezen tijdens de practica rekening te houden met de vakattitudes. De ontwikkeling van deze vakattitudes (voor alle wetenschapsvakken) gebeurt vooral tijdens de uitvoering van leerlingenproeven of andere projectmatige opdrachten.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
37
Vakattitudes: zijn ingesteld op veilig, verantwoord en milieubewust omgaan met stoffen, voorwerpen en toestellen; tonen respect en interesse voor de natuur, dier en plant; houden zich aan de instructies en voorschriften bij het uitvoeren van opdrachten; hebben aandacht voor correct en nauwkeurig gebruik van wetenschappelijke terminologie, symbolen, eenheden en data.
5.4.
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. 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 of andere. 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. Evaluatiecriteria dienen dan ook vooraf duidelijk aan de leerlingen meegeven te worden, zodat het voor elke leerling vooraf duidelijk is waarop hij/zij zal geëvalueerd worden. Mogelijke criteria: zie virtuele klas biologie bij documenten, evaluatie van vaardigheden en attitudes.
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
38
Minimale materiële vereisten1
6.
Vaklokaal De lessen moeten steeds gegeven worden in het daartoe bestemde chemielokaal, voorzien van een goed uitgeruste leraarstafel met noodstop, leerlingentafels met water, gas en elektriciteit, trekkast(en) en een wandplaat met het Periodiek Systeem van de elementen. Integratie van multimedia en ICT Het lokaal is voorzien van ten minste één goed uitgeruste computer met internetaansluiting en mogelijkheden voor 'real-time'-metingen en is uitgerust voor projectie. Veiligheid Om aan de nodige veiligheids- en milieuvoorschriften te voldoen dienen o.a. aanwezig te zijn: veiligheidstekens, afsluitbare veiligheidskasten voor de opslag van gevaarlijke producten (voorzien van de overeenkomstige gevarensymbolen), brandblustoestel, emmer met zand, branddeken, metalen papiermand, labojassen, veiligheidsbrillen, oogdouche of oogwasfles, beschermende handschoenen, EHBO-kit met brandzalf, wandplaat en/of lijst met - P en H-zinnen, wettelijke etikettering van chemicaliën. Twee efficiënte vluchtuitgangen voor snelle evacuatie van het lokaal. De regelgeving in verband met veiligheidsaspecten en afvalbehandeling in het schoollaboratorium dient opgevolgd te worden. Meer informatie hiervoor vind je in de COS brochure of in de virtuele klas (smartschool) van chemie. Afvalverwijdering Er zijn containers of flessen voor het selectief verzamelen van afvalstoffen. Er is een milieubewuste verwijdering van chemisch afval uit de school. Dit aspect van de omgang met chemicaliën is een belangrijk onderdeel van de milieubewuste opvoeding in de chemielessen. Algemene labuitrusting Balans (bovenweger), bunsenbranders, statieven, ringen, vuurvast gaas, klemmen, noten, verbrandingslepels, stoppenassortiment, mortier met stamper, elektrolysetoestel, set meetspuiten, pHmeter, stereomodellen voor de visualisering van molecuul- en roosterstructuren. Voldoende glaswerk en chemicaliën voor demonstratie- en leerlingenproeven. Voor het werken in contexten te stimuleren, is het best een aantal stoffen uit het dagelijkse leven in school voorradig te hebben; zoals tafelazijn, citroensap, bruisend mineraalwater, ontkalkingmiddel, gebluste kalk, ammoniak, keukenzout, maagzout, kristalsoda, gips, eierschalen, schelpen, bruistabletten, meststoffen, campinggas, brandspiritus, kaarsen, enkele cosmetica.
1
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 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 Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
7.
39
Evaluatie
Doelstelling Evaluatie wordt beschouwd als de waardering van het werk waarmee leraar en leerlingen samen bezig zijn. Het is de bedoeling dat zowel de leraar als de leerling informatie krijgen over het bereiken van de doelstellingen en over het leerproces. De leraar gebruikt deze informatie bij toekomstige besluiten over de manier van lesgeven. Daarenboven is evaluatie – de evaluatie- en rapporteringspraktijk – een belangrijke pijler binnen de kwaliteitszorg van de school en als dusdanig spoort de evaluatie met de schoolvisie op leren. Omdat evaluatie naar de leerlingen toe eenvormigheid moet vertonen over de vakken en de leerjaren heen, is het logisch dat:
de school hierover haar visie ontwikkelt; de betrokken leerkrachten deze visie concretiseren voor hun vak in de vakgroepwerking.
De leerling en zijn ouders vinden in de rapportering (score, commentaar, remediëring) bruikbare informatie over de doelmatigheid van de gevolgde studiemethode. Kwaliteitsvol evalueren De leraar houdt rekening met verschillende criteria die bijdragen tot kwaliteitsvolle leerlingenevaluatie: Geïntegreerde evaluatie De leraar stemt de doelstellingen, het lesgeven en de evaluatie op elkaar af. Er zijn verschillende vragen of opdrachten voorzien voor verschillende doelstellingen. De lat ligt voldoende hoog voor iedereen. De leerlingen weten wat ze moeten doen. Het is ook nuttig om eventueel de evaluatietaak te maken voor je de les uitwerkt. Representativiteit/validiteit De leraar ontwerpt een evaluatietaak die de competenties die hij wil beoordelen goed weerspiegelt. Daarvoor moet wat de leraar wil meten geëxpliciteerd zijn en moet hij meten wat hij wil weten. Transparantie De leraar maakt aan de leerlingen duidelijk wat hij evalueert, hoe hij evalueert en welke beoordelingscriteria hij gebruikt. Reproduceerbaarheid/betrouwbaarheid De leraar zorgt dat evaluatieresultaten niet worden beïnvloed door toevalligheden en storende factoren. De vragen zijn onderling onafhankelijk en er zijn voldoende vragen voorzien. Een leerling moet steeds een vergelijkbaar resultaat halen, ongeacht wie de evaluatietaak afneemt en beoordeelt of in welke omstandigheden de evaluatietaak wordt afgenomen. Bij twijfel kan per twee beoordeeld worden. Eerlijkheid De leraar zorgt ervoor dat de evaluatie fair is voor alle leerlingen (ongeacht geslacht, etnische achtergrond, sociaaleconomische status, beperking …). Betrokkenheid De leraar laat leerlingen mee participeren in het evaluatieproces (voor, tijdens (bv. via zelf-, peer of coevaluatie) en/of na de evaluatie). Authenticiteit
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
40
De leraar gaat in de evaluatietaak uit van levensechte, reële situaties. Cognitieve complexiteit De leraar daagt leerlingen uit om in de evaluatietaak hogere cognitieve vaardigheden toe te passen (bv. probleemoplossend denken, kritisch denken, redeneren …). Verantwoording De leraar rechtvaardigt de beoordeling van de evaluatietaak. Impact De leraar houdt rekening met de invloed die de evaluatie heeft op het leergedrag van de leerlingen en op de eigen onderwijspraktijk. Differentiatie In de evaluatie kan de leraar differentiëren door keuzevragen te voorzien, voorbeeldvragen uit de les als toetsvragen aan te bieden, verschillende wijzen van toetsen toe te laten voor dezelfde doelstellingen, te variëren in toetsmateriaal … Feedback geven (mondeling en schriftelijk) is een goede manier om via evaluatie gedifferentieerd te werken met leerlingen. Door feedback te geven stimuleert en motiveert de leraar het leerproces van de leerlingen zodat ze de vooropgestelde doelstellingen kunnen bereiken. Feedback geven kan op taakniveau (juist of fout), op procesniveau (het leerproces, de gebruikte strategie), zelfregulatie (gericht op zelf evalueren en zelfstandig werken) en op persoonlijk niveau. Effectieve feedback beantwoordt volgende vragen: hoe doet de leerling het, wat is het doel van de leerling en wat nu? Soorten Er bestaand verschillende evaluatievormen: observeren, co-evaluatie (waarbij leerling en leraar samen evalueren), peerevaluatie (waarbij leerlingen elkaars werk beoordelen), zelfevaluatie, portfolio, toets, projectwerk … Het gaat niet zozeer om welke evaluatievorm de beste is, wel om afwisseling te brengen in de evaluatiepraktijk gezien de verscheidenheid aan leerlingen. Het kiezen van de juiste evaluatievorm hangt bovendien af van het doel van de evaluatie (bv. vaststellen, rapporteren, remediëren, onderwijsaanpak evalueren, vaardigheden evalueren …) en het moment waarop je evalueert. Bronnen BERBEN, M. & VAN TEESELING, M, Differentiëren is te leren. Omgaan met verschillen in het voortgezet onderwijs., CPS Onderwijsontwikkeling en advies, Amersfoort, 2014 COUBERGS, C., Struyven, K., Engels, N., COOLS, W. & DE MARTELAER, K., Binnenklasdifferentiatie. Leerkansen voor alle leerlingen., Acco, Leuven, 2013 COUBERGS, C. & STRUYVEN, K., Zomerdriedaagse. Verschillen als troef., Brussel, 1-3 juli 2014 HARRE, K., SMEYERS, L. & VANHOOF, J., Evaluatiepraktijk op school. 10 pijlers voor een kwaliteitsvolle leerlingenevaluatie., Politeia nv, 2014 HATTIE, J., Leren zichtbaar maken., Abimo, 2013 Steunpunt Diversiteit en Leren, Evalueren om te leren. Document geraadpleegd op 19/11/2014: http://www.diversiteitenleren.be/sites/default/files/Evalueren_om_te_leren_0.pdf
TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Industriële wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week; 2e leerjaar: 2 lestijden/week)
8.
Bibliografie
Een uitgebreide bibliografie kunt u terugvinden in de virtuele klas chemie Smartschool GO!
41