SECUNDAIR ONDERWIJS
Onderwijsvorm:
TSO
Graad:
tweede graad
Jaar:
eerste en tweede leerjaar
Studierichting:
Industriële wetenschappen
Studiegebied:
Mechanica-elektriciteit Specifiek gedeelte
Vak(ken):
TV Elektriciteit
Leerplannummer:
2006/158 (vervangt: 2002/089)
Nummer inspectie:
2006 / 75 // 1 / N / SG / 1 / II / / D/ (vervangt: 2002/115//1/N/SG/1/II/ /D/)
5/4 lt/w
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
1
INHOUD Visie ..........................................................................................................................................................2 Beginsituatie .............................................................................................................................................2 Algemene doelstellingen ..........................................................................................................................2 Leerplandoelstellingen / leerinhouden......................................................................................................3 Pedagogisch-didactische wenken en timing ......................................................................................... 14 Algemeen ......................................................................................................................................... 14 Toelichting bij gebruik van het leerplan............................................................................................ 16 Jaarplan............................................................................................................................................ 16 ICT.................................................................................................................................................... 18 VOET................................................................................................................................................ 19 Begeleid zelfgestuurd leren.............................................................................................................. 19 Minimale materiële vereisten................................................................................................................. 21 Evaluatie ................................................................................................................................................ 22 Bibliografie ............................................................................................................................................. 24
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
2
VISIE In de tweede graad Industriële wetenschappen wordt naast een brede algemene vorming een specifieke vorming aangeboden via een theoretisch-wetenschappelijke vorming die sterk technologisch is onderbouwd. De leerling onderzoekt op een wetenschappelijke manier de kenmerken van fysische verschijnselen en toetst de toepassing ervan in technologische realisaties. In het technisch vak Elektriciteit wordt een degelijke basiskennis theoretische elektriciteit bijgebracht. Gelet op het doorstromingskarakter van de beoogde optie, wordt hier – naast het bereiken van praktische vaardigheden in verband met meettechniek en het realiseren van experimenten (labo) – vooral aandacht besteed aan de theoretische achtergronden. Het labo wordt geïntegreerd gegeven met het theoretisch gedeelte. Dit betekent dat – telkens zich de mogelijkheid voordoet om metingen door de leerling te laten uitvoeren – dit meteen zal gebeuren. Van de leerlingen wordt verwacht dat zij • • • • • •
een degelijke technische en wetenschappelijke onderbouwde kennis bezitten van gelijkstroom, magnetisme, elektromagnetisme en wisselstroom; de juiste eenheden kennen en spontaan gaan gebruiken; correct kunnen omgaan met meetinstrumenten; een verslag kunnen maken van de metingen en experimenten die zij zelf uitvoeren; spontaan rekening houden met de geldende normalisaties; de toepasselijke veiligheidsvoorschriften kennen en spontaan toepassen.
BEGINSITUATIE Het vak elektriciteit sluit aan bij datgene wat de leerlingen in de eerste graad leerden. In de praktijk zal het steeds noodzakelijk zijn om door enkele aangepaste oefeningen de voorkennis van de leerlingen te toetsen. Eventuele tekorten zullen hoofdzakelijk door zelfstudie onder begeleiding van de lerares/leraar of door inhaallessen buiten het lessenrooster weggewerkt worden.
ALGEMENE DOELSTELLINGEN Bij alle leerinhouden – indien toepasselijk – zal de nodige aandacht besteed worden aan: • • •
het correcte gebruik van eenheden en symbolen; welzijn (veiligheid, hygiëne en gezondheid); milieu.
Naast de "technische" vaardigheden, zal de lerares/leraar ook oog hebben voor de vereiste persoonlijkheidskenmerken: • • • • • • • • • • • • • •
aanpassingsvermogen; bereidheid tot inzet; creativiteit; doorzettingsvermogen; flexibiliteit; kritische ingesteldheid; kunnen functioneren in de maatschappij en de mentale bereidheid daarvoor hebben; kwaliteitsbewustzijn; leergierig zijn; logisch, rationeel, analytisch en synthetisch denken; organisatietalent; plichtsbewust zijn, verantwoordelijkheidszin en zin voor initiatief hebben; problemen vakoverschrijdend benaderen; zowel zelfstandig als in team kunnen werken.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
3
LEERPLANDOELSTELLINGEN / LEERINHOUDEN1 LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen 1
1
Bouw van de stof - geleiders en niet-geleiders
2
De elektrische stroomkring
de opbouw van de stof (moleculen, atomen, protonen, neutronen, elektronen) toelichten. het atoomgetal in verband brengen met de tabel van Mendelejev positieve en negatieve toestand van een stof verklaren. het begrip elektrische stroom uit de bouw van de stof definiëren. het onderscheid tussen geleiders, niet-geleiders en halfgeleiders uit de bouw van de stof verklaren. 2
de analogie tussen een hydraulische en een elektrische kringloop toelichten. de verschillende elementen van een stroomkring opnoemen en hun symbool tekenen. het onderscheid maken tussen een open en een gesloten stroomkring. de begrippen inwendige spanning, uitwendige spanning en weerstand toelichten. het begrip conventionele stroomzin uitleggen en toepassen. een elektrische stroomkring opbouwen.
1
Het labo zal geïntegreerd gegeven worden met het theoretisch gedeelte. Dit betekent dat – telkens zich de mogelijkheid voordoet om metingen door de leerlingen te laten uitvoeren – dit meteen zal gebeuren. Labodoelstellingen zijn cursief gedrukt.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
4
LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen 3
het onderscheid tussen een grootheid en een eenheid toelichten.
3
Het SI-eenhedenstelsel
4
Hoeveelheid elektriciteit - Wet van Faraday
de basisgrootheden van het SI-eenhedenstelsel opnoemen. de voordelen van het SI-stelsel opsommen. de bepaling van afgeleide eenheden (N, J, W, V …) toepassen. de logica en de opbouw van de afgeleide eenheden toelichten. de meest gebruikte veelvouden of onderdelen van eenheden van eenheden (met exponentiële notatie) gebruiken. 4
het begrip hoeveelheid elektriciteit toelichten. de eenheid (coulomb) in verband brengen met de basiseenheden en omrekenen naar de praktische eenheid (ampère-uur). de wet van Faraday afleiden uit de afgeleide eenheid. de wet van Faraday toepassen. de gegevens op oplaadbare batterijen ontleden.
5
symbolen herkennen op meettoestellen, schalen aflezen en metingen 5 uitvoeren.
Analoge en digitale meettoestellen
een afleesfout interpreteren. het gebruik van de diverse meettoestellen verantwoorden. spanningen en stromen meten in elektrische stroomkringen met analoge en digitale meetinstrumenten. 6
de wet van Ohm afleiden uit de bepaling van de eenheid van weerstand. de wet van Ohm in zijn verschillende vormen toepassen. het begrip elektrische geleidbaarheid (en de eenheid) toepassen. proefondervindelijk het wiskundig verband tussen spanning, stroom en weerstand onderzoeken.
6
De elektrische weerstand - Wet van Ohm
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
5
LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen 7
uit de afgeleide eenheid volt de formule voor het elektrisch vermogen 7 P opstellen
Vermogen – Arbeid – Rendement
uit de definitie van arbeid de formule voor elektrische arbeid afleiden. het begrip Joule-effect verduidelijken. het nuttig gebruik en de nadelen van het Joule-effect uitleggen. het begrip rendement verklaren en gebruiken in toepassingen. berekeningen maken i.v.m. elektrisch vermogen en arbeid. de kostprijs uitrekenen van elektrisch verbruik. de verschillende energievormen onderscheiden. energieomzettingen uitleggen en in verband brengen met de wet van behoud van energie. het gelijkstroomvermogen van een verbruiker door meting van stroomsterkte en spanning bepalen. het gelijkstroomvermogen van een verbruiker met een wattmeter bepalen. elektrische arbeid meten met de kWh-meter (U). 8
de factoren opsommen die de weerstand van een geleider beïnvloeden. het begrip resistiviteit uitleggen. de wet van Pouillet afleiden vanuit het begrip resistiviteit en deze ook toepassen. de wet van Pouillet proefondervindelijk nagaan. proefondervindelijk de invloed van de temperatuur op de weerstandswaarde nagaan. de begrippen temperatuurscoëfficiënt, PTC- en NTC-weerstanden uitleggen.
8
Weerstand van vaste geleiders – temperatuurscoëfficiënt
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
6
LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen de formule opstellen voor het berekenen van de weerstandswaarde bij een willekeurige temperatuur en deze ook toepassen. 9
de eigenschappen van de schakelingen proefondervindelijk afleiden uit metingen op didactische opstellingen. de grootte van stromen en spanningen praktisch en theoretisch bepalen.
9
Weerstanden schakelen
• • •
In serie geschakelde weerstanden In parallel geschakelde weerstanden Gemengde schakeling van weerstanden
10
Netwerktheorie
• • • • •
Wetten van Kirchhoff Superpositiemethode Driehoek-stertransformatie Theorema van Thévénin Theorema van Norton
11
Leidingen berekenen
het begrip vervangingsweerstand uitleggen. de vervangingsweerstand berekenen. de vervangingsweerstand meten. een voorschakelweerstand en een shuntweerstand berekenen. de invloed van de inwendige weerstand van het meettoestel verklaren. de invloed van de inwendige weerstand van het meettoestel proefondervindelijk vaststellen (V-A methode bij het meten van weerstanden). proefondervindelijk de eigenschappen van de onbelaste en de belaste spanningsdeler nagaan. 10
de ontbrekende waarden (spanningen en/of stroomsterkten) berekenen in netwerken die niet te herleiden zijn tot een serie, parallel of gemengde schakeling. de theoretisch berekende waarden toetsen aan proefondervindelijk zelf opgenomen meetresultaten.
11
het ontstaan van spanning- en vermogenverlies uitleggen. de noodzakelijke doorsnede berekenen uitgaande van het spanningsverlies en uitgaande van het vermogenverlies. de noodzaak van het gebruik van hoogspanningsleidingen uitleggen.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
7
LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen 12
de begrippen in- en uitwendige spanning definiëren en gebruiken in toepassingen.
12
De volledig gesloten stroomkring
13
Stroomgeleiding door vloeistoffen
14
Scheikundige spanningsbronnen
het begrip inwendige weerstand uitleggen en toepassen. het onderscheid tussen een stroom- en een spanningsbron toelichten. proefondervindelijk het verloop van de uitwendige spanning van een bron bij stijgende belasting vaststellen en de inwendige weerstand van de bron bepalen. 13
het begrip elektrolyse en zijn toepassingen toelichten. de wet van Faraday in zijn verschillende vormen toepassen. het elektrolyseverschijnsel en de wet van Faraday proefondervindelijk vaststellen (U).
14
de chemische werking verklaren. de elektrische kenmerken opnoemen en toepassen. het laden en ontladen van een accumulator aan de hand van het chemisch proces toelichten. het begrip batterij toelichten. een batterij (met de verschillende schakelingen) berekenen. proefondervindelijk de eigenschappen van geschakelde bronnen vaststellen.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
8
LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen 15
het begrip magnetisme omschrijven.
15
Magnetisme
16
Elektromagnetisme
de verschillende soorten magneten en magneetvormen omschrijven. de eigenschappen van een magneet toelichten. het magnetisme verklaren. toelichten wat aardmagnetisme is. de begrippen magnetische flux, magnetische fluxdichtheid, permeabiliteit, magnetische veldsterkte en magnetische veldlijnen uitleggen. proefondervindelijk het magnetisch spectrum van een magneet visualiseren en de zin van de veldlijnen bepalen. proefondervindelijk de wet van de polen onderzoeken alsook het bepalen van de polen. proefondervindelijk de verschijnselen van magnetische inductie en remanent magnetisme vaststellen. 16
de vorm, zin en grootte van een elektromagnetisch veld rond een rechte stroomvoerende geleider uitleggen. de vorm, zin en grootte van een elektromagnetisch veld rond een stroomvoerende lus uitleggen. de vorm, zin en grootte van een elektromagnetisch veld rond een stroomvoerende spoel of solenoïde uitleggen. de opbouw van een gesloten magnetische keten uitleggen. de wet van Hopkinson afleiden en toepassen. de magnetisatiekromme bespreken en het begrip magnetische verzadiging uitleggen. de elektromagneet als niet-gesloten magnetische keten omschrijven. de opbouw, werking en eigenschappen van de elektromagneet uitleggen.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week) LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
9
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen de werking van enkele toepassingen (elektrische bel, elektromagnetische schakelaar, elektromagnetische beveiliging, hefmagneten …) verklaren. proefondervindelijk het magnetisch veld rond een stroomvoerende geleider vaststellen (proef van Oersted). proefondervindelijk het magnetisch veld rond een stroomvoerende lus vaststellen. proefondervindelijk het magnetisch veld rond een stroomvoerende solenoïde vaststellen. proefondervindelijk de krachtwerking van een elektromagneet vaststellen. proefondervindelijk de magnetische afscherming (kooi van Faraday) vaststellen. 17
de vorm, richting, zin en grootte van de Lorentzkracht bij een stroom- 17 voerende geleider in een magnetisch veld bepalen. het ontstaan van een krachtenkoppel op een stroomvoerende spoel in een magnetisch veld uitleggen. de krachtwerking van stroomvoerende geleiders op elkaar uitleggen en berekenen. de onderlinge krachtwerking van stroomvoerende spoelen op elkaar uitleggen en de toepassing op meetsystemen verklaren. proefondervindelijk de krachtwerking van een magnetisch veld op een stroomvoerende geleider vaststellen. proefondervindelijk de krachtwerking van 2 evenwijdige stroomvoerende geleiders op elkaar vaststellen. proefondervindelijk de krachtwerking van een magnetisch veld op een stroomvoerende spoel vaststellen.
Elektrodynamische krachtwerking
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
10
LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen 18
het ontstaan, de zin en de grootte van de gegenereerde spanning in een spoel onderhevig aan een veranderend magnetisch veld uitleggen.
18
Spanning opwekken langs elektromagnetische weg
het ontstaan, de zin en de grootte van de gegenereerde spanning in een rechte geleider die de magnetische veldlijnen snijdt uitleggen. de wet van Lenz toelichten. de formule voor het berekenen van de gegenereerde spanning en de rechterhandregel toepassen. het generatorprincipe verklaren. proefondervindelijk het genereren van spanning in een spoel aantonen. proefondervindelijk het genereren van spanning in een rechte geleider aantonen. 19
het ontstaan van een zelfinductiespanning en het inductieverschijnsel 19 verklaren. de zin van de inductiespanning bij aansluiten en uitschakelen van gelijkspanning verklaren. de factoren die de zelfinductiecoëfficiënt L bepalen bespreken en de eenheid afleiden. het gedrag van een spoel met Ohmse weerstand op gelijkspanning en het begrip tijdsconstante verklaren. het verschijnsel van wederzijdse inductie uitleggen. de coëfficiënt van wederzijdse inductie afleiden. het werkingsprincipe van een transformator verklaren. het ontstaan en de gevolgen van wervelstromen verklaren. enkele praktische toepassingen van de elektromagnetische inductie toelichten.
Elektromagnetische inductie
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
11
LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen proefondervindelijk het opwekken van een spanning in een spoel door zelfinductie aantonen. proefondervindelijk het opwekken van een spanning in een spoel door wederzijdse inductie aantonen. proefondervindelijk de werking van een transformator (didactische opstelling) aantonen en onderzoeken. proefondervindelijk de werking van een wervelstroomrem nagaan (U). 20
uitleggen wat elektrostatica is. de mogelijkheden om een lading te geven aan een neutraal lichaam uitleggen. het verschijnsel van puntlading uitleggen. de onderliggende krachtwerking tussen geladen voorwerpen uitleggen (wet van Coulomb). proefondervindelijk het opwekken van elektrostatische lading door wrijving aantonen. proefondervindelijk het overbrengen van een elektrostatische lading door aanraking aantonen. proefondervindelijk de onderlinge krachtwerking tussen geladen voorwerpen aantonen.
20
Elektrostatica
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
12
LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen 21
de opbouw van een condensator bespreken.
21
Condensatoren
22
De oscilloscoop
23
Sinusvormige wisselspanning
het begrip capaciteit van een condensator en de eenheid van capaciteit verduidelijken. de factoren die de grootte van de capaciteit bepalen bespreken. de verschillende soorten condensatoren toelichten. het laden en ontladen van een condensator op gelijkspanning bespreken en het begrip tijdsconstante definiëren. de formules voor de berekening van de vervangingscapaciteit bij het schakelen van condensatoren afleiden en toepassen. proefondervindelijk het laden en het ontladen van een condensator bij gelijkspanning onderzoeken en de tijdsconstante bepalen. 22
het blokschema van een oscilloscoop toelichten. het principe van de afbuiging uitleggen. proefondervindelijk enkele signalen met de scoop visualiseren en meten.
23
de courante stroomvormen onderscheiden en benoemen. de opwekking van een sinusvormige wisselspanning verklaren. de wiskundige formule van de opgewekte wisselspanning in een draaiend raam afleiden. de begrippen periode, frequentie, pulsatie, fasehoek, elektrische graad, ogenblikkelijke, maximale, gemiddelde, effectieve waarde en vormfactor duiden en toepassen. de voor- en nadelen van wisselspanning opsommen en uitleggen. de maximumwaarde en de periode van een sinusvormige wisselspanning met een oscilloscoop meten. proefondervindelijk het verband tussen de amplitude en de effectieve waarde vaststellen.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
13
LEERPLANDOELSTELLINGEN
Decr. nr.
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen 24
een sinusvormige veranderlijke spanning of stroomsterkte vectorieel voorstellen.
24
Vectoriële voorstelling
25
Enkelvoudige wisselstroomketens
verscheidene sinusvormige wisselstroomgrootheden met dezelfde frequentie in een assenstelsel voorstellen. vectoren die wisselstroomgrootheden voorstellen samenstellen en ontbinden. 25
de stroomsterkte door de verschillende elementen R, L en C) vectorieel bepalen. het begrip in fase zijn en faseverschuiving uitleggen. proefondervindelijk de fasemeting met de oscilloscoop uitvoeren. proefondervindelijk de basiseigenschappen van de enkelvoudige wisselstroomketens vaststellen.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
14
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN TIMING ALGEMEEN De verschillende leerstofonderdelen zullen zoveel mogelijk extra verklaard worden door gebruik te maken van metingen op didactische opstellingen. Het gebruik van de correcte eenheden (SI-eenhedenstelsel) wordt steeds beklemtoond. Pedagogisch is het niet langer verantwoord om de leerlingen tijdens de les de leerstof te laten noteren. Om tijdverlies te vermijden wordt het gebruik van een goed handboek of van een door de leraar zelf gemaakte cursus expliciet aanbevolen. Ingewikkelde figuren worden door middel van projectie aangebracht en besproken. Theorie en labo zullen geïntegreerd worden aangeboden. De labodoelstellingen staan cursief gedrukt in het leerplan. Het is daarom aangewezen alle lessen te geven in een aangepast vaklokaal, waar didactische demonstraties en metingen door de leerlingen mogelijk zijn. Elke labopdracht wordt voorafgegaan door: • •
een duidelijke probleemstelling of welomschreven opdracht; een klassikale benadering van: • de meetschakelingen; • de meetapparatuur; • de te nemen voorzorgen en veiligheidsvoorschriften.
De opdrachten worden individueel (indien mogelijk) of in groepsverband (voorzie geen te grote groepen) uitgevoerd. De resultaten worden met de gehele klas besproken. Van elke labo-opdracht wordt door elke leerling afzonderlijk een verslag gemaakt. De verbeterde laboerslagen worden door de leerlingen bijgehouden. Het laboerslag (liefst opgemaakt met tekstverwerker) bevat minimaal volgende onderdelen: •
Onderwerp
•
Meetopstelling
•
Benodigdheden
•
Meetprocedure en veiligheidsvoorschriften
•
Meetresultaten
•
Besluiten
Tijdens de labo-opdrachten is het noodzakelijk dat de leraar actief de leerlingen begeleidt. Alle ‘tekenopdrachten’ worden geschetst, waarna ze met een CAD-programma uitgevoerd worden. De aspecten welzijn (veiligheid, gezondheid, hygiëne) en zin voor het milieu zullen, telkens waar ze toepasselijk zijn, bij de verschillende leerstofonderdelen behandeld worden. Tijdens alle oefeningen, moet er over gewaakt worden dat er steeds voldaan wordt aan alle voorschriften betreffende welzijn (veiligheid, gezondheid en hygiëne) en milieu. De timing gaat uit van 25 effectieve lesweken per schooljaar. De overige weken kan de leerkracht besteden aan uitbreidingsdoelstellingen of aan een verdieping van de leerstof.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week) Nr.
Pedagogisch-didactische wenken
15
Timing
1
Benader voldoende wetenschappelijk maar beklemtoon vooral de link naar de verklaring van geleidende en niet geleidende stoffen. Werk met transparanten.
4 lt.
2
Maak de vergelijking met een hydraulische kringloop. Laat de leerlingen een stroomkring opbouwen
5 lt.
3
De afgeleide eenheden kunnen best besproken worden als de grootheid besproken wordt.
3 lt.
Beklemtoon de voordelen van het SI-systeem sterk. 4
Voorzie voldoende tijd voor oefeningen en voorzie didactisch materiaal voor de ontleding van de gegevens ven de oplaadbare batterijen.
4 lt.
5
Voorzie zinvolle meetoefeningen. Het is de bedoeling de leerlingen zoveel mogelijk zelf te laten meten.
5 lt.
6
Leerstof proefondervindelijk aanbrengen. Geen te lange reeksen gelijkaardige oefeningen voorzien. Ongeveer de helft van de tijd besteden aan metingen, die door de leerlingen uitgevoerd worden.
6 lt.
7
Formules afleiden uit metingen op didactische opstellingen en uit de structuur van het SI-eenhedenstelsel.
10 lt.
Metingen meteen laten aansluiten met het theoretisch gedeelte. Laat de leerlingen zoveel mogelijk individueel meten. 8
Leerstof proefondervindelijk aanbrengen.
8 lt.
9
Eigenschappen van de serie- en de parallelschakeling afleiden uit didactische opstellingen.
16 lt.
Voorzie geen te lange reeksen gelijkaardige oefeningen. Voldoende tijd besteden aan metingen die door de leerlingen uitgevoerd worden. Laat de leerlingen zoveel mogelijk individueel werken. 10
Voorzie voldoende tijd voor oefeningen. Laat de berekende resultaten door metingen op didactische opstellingen door de leerlingen controleren.
16 lt.
11
Leerstof aanbrengen via oefeningen.
4 lt.
12
Aandacht besteden aan de correcte terminologie (stroombron, spanningsbron). Voorzie voldoende tijd voor door de leerlingen uit te voeren metingen.
8 lt
13
Aandacht besteden aan praktische toepassingen.
4 lt.
14
Proefondervindelijk laten vaststellen. Aandacht besteden aan de laadtoestellen.
8lt.
15
Leerstof aanbrengen via eenvoudige didactische proeven.
12 lt.
16
Leerstof aanbrengen via eenvoudige didactische proeven. Voorzie voldoende tijd voor door de leerlingen uit te voeren proeven.
16 lt.
17
Leerstof aanbrengen via eenvoudige didactische proeven.
16 lt.
Voorzie voldoende tijd voor door de leerlingen uit te voeren proeven. 18
Voorzie voldoende tijd voor door de leerlingen uit te voeren proeven.
12 lt.
19
Het verschijnsel zelfinductie en wederzijdse inductie door eenvoudige proeven aantonen. Voorzie voldoende tijd voor door de leerlingen uit te voeren proeven.
15 lt.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week) Nr.
16
Pedagogisch-didactische wenken
Timing
20
Zoveel mogelijk proefondervindelijk aantonen. Voorzie voldoende tijd voor door de leerlingen uit te voeren proeven.
6 lt.
21
Gebruik een didactische opstelling om het laden en ontladen aan te tonen.
9 lt.
Laat de laad- en ontlaadkromme door de leerlingen opnemen (grote tijdconstante). 22
Hou de theoretische uitleg zo bondig mogelijk. Het gebruik verder inoefenen kan gebeuren samen met het volgende onderwerp.
4 lt.
23
Laat de verschillende grootheden door de leerlingen meten met een oscilloscoop.
16 lt.
Voorzie heel wat tijd om het gebruik van de oscilloscoop grondig in te oefenen. 24
Voldoende oefeningen maken.
6 lt.
25
Demonstreer de faseverschuiving met een oscilloscoop door gelijktijdig stroom en spanning zichtbaar te maken.
12 lt.
Ongeveer de helft van de tijd besteden aan metingen, die door de leerlingen zelf uitgevoerd worden.
TOELICHTING BIJ GEBRUIK VAN HET LEERPLAN De timing is gemaakt voor 25 weken per schooljaar. De resterende tijd kan door de lerares/leraar vrij gebruikt worden voor uitdiepingen en/of uitbreidingen. Ook nieuwe ontwikkelingen kunnen hier eventueel aan bod komen. In het leerplan zijn een aantal uitbreidingsdoelstellingen opgenomen. Uitbreidingsdoelstellingen worden aangeduid door een (U) na de doelstelling. Uitbreidingsdoelstellingen moeten enkel bereikt worden als het niveau van de leerlingen dit toelaat.
JAARPLAN Van elke leraar wordt verwacht dat zij/hij in het begin van het schooljaar een jaarplanning maakt. Die planning kan gemaakt worden volgens het bijgevoegd model. Eenvormigheid is een noodzaak voor de verschillende collega’s binnen dezelfde vakgroep. De verschillende jaarplannen zullen zodanig gemaakt worden dat er - waar mogelijk - per week een coördinatie is tussen de verschillende vakken. Een overleg tussen de verschillende leraars zal absoluut noodzakelijk zijn! Tijdens het schooljaar zullen de vorderingen door de verschillende collega's samen regelmatig geëvalueerd worden met het doel de verschillende jaarplannen eventueel bij te sturen.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week) Jaarplan
17
Optie: ........................................................................................
Leerkracht: ...........................................................
Onderwijsvorm: .............. Graad: ....................
Schooljaar: ………… / …………..
Vorderingsplan Jaar: .........................
Vak: ..........................................................................................
Leerplannummer: ...........................
Handboek/cursus:...........................................................................
Lestijden/week: ...........
JAARPLAN Week nummer
Nr in leerplan
VORDERINGSPLAN Leerinhouden
Gegeven op (datum)
Opmerkingen
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
18
ICT Wat? Onder ICT verstaan we het geheel van computers, netwerken, internetverbindingen, software, simulatoren, enz. Telefoon, video, televisie en overhead worden in deze context niet expliciet meegenomen. Waarom? De recente toevloed van informatie maakt levenslang leren een noodzaak voor iedereen die bij wil blijven. Maatschappelijke en onderwijskundige ontwikkelingen wijzen op het belang van het verwerven van ICT. Enerzijds speelt het in op de vertrouwdheid met de beeldcultuur en de leefwereld van jongeren. Anderzijds moeten jongeren niet alleen in staat zijn om nieuwe media efficiënt te gebruiken, maar is ICT ook een hulpmiddel bij uitstek om de nieuwe onderwijsdoelen te realiseren. Het nastreven van die competentie veronderstelt onderwijsvernieuwing en aangepaste onderwijsleersituaties. Er wordt immers meer en meer belang gehecht aan probleemoplossend denken, het zelfstandig of in groep leren werken, het kunnen omgaan met enorme hoeveelheden aan informatie ... In bepaalde gevallen maakt ICT deel uit van de vakinhoud en is ze gericht op actieve beheersing van bijvoorbeeld een softwarepakket binnen de lessen informatica. In de meeste andere vakken of bij het nastreven van vakoverschrijdende eindtermen vervult ICT een ondersteunende rol. Door de integratie van ICT kunnen leerlingen immers: −
het leerproces in eigen handen nemen;
−
zelfstandig en actief leren omgaan met les- en informatiemateriaal;
−
op eigen tempo werken en een eigen parcours kiezen (differentiatie en individualisatie). Hoe te realiseren?
In de eerste graad van het SO kunnen leerlingen onder begeleiding elektronische informatiebronnen raadplegen. In de tweede en nog meer in de derde graad kunnen de leerlingen “spontaan” gegevens opzoeken, ordenen, selecteren en raadplegen uit diverse informatiebronnen en –kanalen met het oog op de te bereiken doelen. Er bestaan verschillende mogelijkheden om ICT te integreren in het leerproces. Bepaalde programma’s kunnen het inzicht verhogen d.m.v. visualisatie, grafische voorstellingen, simulatie, het opbouwen van schema’s, stilstaande en bewegende beelden, demo ... Sommige cd-roms bieden allerlei informatie interactief aan, echter niet op een lineaire manier. De leerling komt via bepaalde zoekopdrachten en verwerkingstaken zo tot zijn eigen “gestructureerde leerstof”. Databanken en het internet kunnen gebruikt worden om informatie op te zoeken. Wegens het grote aanbod aan informatie is het belangrijk dat de leerlingen op een efficiënte en een kritische wijze leren omgaan met deze informatie. Extra begeleiding in de vorm van studiewijzers of instructiekaarten is een must. Om tot een kwaliteitsvol eindresultaat te komen, kunnen leerlingen de auteur (persoon, organisatie ...) toevoegen alsook de context, andere bronnen die de inhoud bevestigen en de onderzoeksmethode. Dit zal het voor de leraar gemakkelijker maken om het resultaat en het leerproces te beoordelen. De resultaten van individuele of groepsopdrachten kunnen gekoppeld worden aan een mondelinge presentatie. Een presentatieprogramma kan hier ondersteunend werken. Men kan resultaten en/of informatie uitwisselen via e-mail, ELO, chatten, nieuwsgroepen, discussiefora ... ICT maakt immers allerlei nieuwe vormen van directe en indirecte communicatie mogelijk. Dit is zeker een meerwaarde omdat ICT op die manier niet alleen de mogelijkheid biedt om interscolaire projecten op te zetten, maar ook om de communicatie tussen leraar en leerling (uitwisselen van cursusmateriaal, planningsdocumenten, toets- en examenvragen ...) en leraren onderling (uitwisseling lesmateriaal …) te bevorderen. Sommige programma’s laten toe op graduele niveaus te werken. Ze geven de leerling de nodige feedback en remediëring gedurende het leerproces (= zelfreflectie en -evaluatie).
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
19
VOET Wat? Vakoverschrijdende eindtermen (VOET) zijn minimumdoelstellingen, die – in tegenstelling tot de vakgebonden eindtermen – niet gekoppeld zijn aan een specifiek vak, maar door meerdere vakken of onderwijsprojecten worden nagestreefd. De VOET worden volgens een aantal vakoverschrijdende thema's geordend: leren leren, sociale vaardigheden, opvoeden tot burgerzin, gezondheidseducatie, milieueducatie en muzisch-creatieve vorming. De school heeft de maatschappelijke opdracht om de VOET volgens een eigen visie en stappenplan bij de leerlingen na te streven (inspanningsverplichting). Waarom? Het nastreven van VOET vertrekt vanuit een bredere opvatting van leren op school en beoogt een accentverschuiving van een eerder vakgerichte ordening naar meer totaliteitsonderwijs. Door het aanbieden van realistische, levensnabije en concreet toepasbare aanknopingspunten, worden leerlingen sterker gemotiveerd en wordt een betere basis voor permanent leren gelegd. VOET vervullen een belangrijke rol bij het bereiken van een voldoende brede en harmonische vorming en behandelen waardevolle leerinhouden, die niet of onvoldoende in de vakken aan bod komen. Een belangrijk aspect is het realiseren van meer samenhang en evenwicht in het onderwijsaanbod. In dit opzicht stimuleren VOET scholen om als een organisatie samen te werken. De VOET verstevigen de band tussen onderwijs en samenleving, omdat ze tegemoetkomen aan belangrijk geachte maatschappelijke verwachtingen en een antwoord proberen te formuleren op actuele maatschappelijke vragen. Hoe te realiseren? Het nastreven van VOET is een opdracht voor de hele school, maar individuele leraren kunnen op verschillende wijzen een bijdrage leveren om de VOET te realiseren. Enerzijds door binnen hun eigen vakken verbanden te leggen tussen de vakgebonden doelstellingen en de VOET, anderzijds door thematisch onderwijs (teamgericht benaderen van vakoverschrijdende thema's), door projectmatig werken (klas- of schoolprojecten, intra- en extra-muros), door bijdragen van externen (voordrachten, uitstappen). Het is een opdracht van de school om via een planmatige en gediversifieerde aanpak de VOET na te streven. Ondersteuning kan gevonden worden in pedagogische studiedagen en nascholingsinitiatieven, in de vakgroepwerking, via voorbeelden van goede school- en klaspraktijk en binnen het aanbod van organisaties en educatieve instellingen.
BEGELEID ZELFGESTUURD LEREN Wat? Met begeleid zelfgestuurd leren bedoelen we het geleidelijk opbouwen van een competentie naar het einde van het secundair onderwijs, waarbij leerlingen meer en meer het leerproces zelf in handen gaan nemen. Zij zullen meer en meer zelfstandig beslissingen leren nemen in verband met leerdoelen, leeractiviteiten en zelfbeoordeling. Dit houdt onder meer in dat: −
de opdrachten meer open worden;
−
er meerdere antwoorden of oplossingen mogelijk zijn;
−
de leerlingen zelf keuzes leren maken en verantwoorden;
−
de leerlingen zelf leren plannen;
−
er feedback wordt voorzien op proces en product;
−
er gereflecteerd wordt op leerproces en leerproduct.
De leraar is ook coach, begeleider. De impact van de leerlingen op de inhoud, de volgorde, de tijd en de aanpak wordt groter.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
20
Waarom? Begeleid zelfgestuurd leren sluit aan bij enkele pijlers van ons PPGO, o.m. −
leerlingen zelfstandig leren denken over hun handelen en hierbij verantwoorde keuzes leren maken;
−
leerlingen voorbereiden op levenslang leren;
−
het aanleren van onderzoeksmethodes en van technieken om de verworven kennis adequaat te kunnen toepassen.
Vanaf het kleuteronderwijs worden werkvormen gebruikt die de zelfstandigheid van kinderen stimuleren, zoals het gedifferentieerd werken in groepen en het contractwerk. Ook in het voortgezet onderwijs wordt meer en meer de nadruk gelegd op de zelfsturing van het leerproces in welke vorm dan ook. Binnen de vakoverschrijdende eindtermen, meer bepaald “Leren leren”, vinden we aanknopingspunten als: −
keuzebekwaamheid;
−
regulering van het leerproces;
−
attitudes, leerhoudingen, opvattingen over leren.
In onze huidige (informatie)maatschappij wint vaardigheid in het opzoeken en beheren van kennis voortdurend aan belang. Hoe te realiseren? Het is belangrijk dat bij het werken aan de competentie de verschillende actoren hun rol opnemen: −
de leerling wordt aangesproken op zijn motivatie en “leer”kracht;
−
de leraar krijgt de rol van coach, begeleider;
−
de school dient te ageren als stimulator van uitdagende en creatieve onderwijsleersituaties.
De eerste stappen in begeleid zelfgestuurd leren zullen afhangen van de doelgroep en van het moment in de leerlijn “Leren leren”, maar eerder dan begeleid zelfgestuurd leren op schoolniveau op te starten is “klein beginnen” aan te raden. Vanaf het ogenblik dat de leraar zijn leerlingen op min of meer zelfstandige manier laat −
doelen voorop stellen;
−
strategieën kiezen en ontwikkelen;
−
oplossingen voorstellen en uitwerken;
−
stappenplannen of tijdsplannen uitzetten;
−
resultaten bespreken en beoordelen;
−
reflecteren over contexten, over proces en product, over houdingen en handelingen;
−
verantwoorde conclusies trekken;
−
keuzes maken en verantwoorden
is hij al met een of ander aspect van begeleid zelfgestuurd leren bezig.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
21
MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN1 Per groep leerlingen: • • • • • • •
set didactische componenten basiselektriciteit (basisplaat, weerstanden, condensatoren …); 2 multimeters of didactische meettoestellen (A-meter, V-meter, multimeter …); 1 wattmeter; 1 labovoeding (ca 30 V, 3 A); enkele bronnen om het spanningsverlies in de bron aan te tonen; een didactische opstelling om het chemisch effect van een elektrische stroom aan te tonen; set didactische componenten magnetisme en elektromagnetisme om de voorgeschreven proeven uit te voeren; 1 oscilloscoop (bijv. 20 MHz, 2 kanalen); 1 functiegenerator.
• •
Het vaklokaal zal uitgerust zijn met projectiefaciliteiten die minimaal de permanente aanwezigheid van een overheadprojector veronderstelt.
1
De uitrusting en de inrichting van de lokalen, inzonderheid de werkplaatsen, de vaklokalen en de laboratoria, dienen te voldoen aan de technische voorschriften inzake arbeidsveiligheid. Inzake veiligheid is de volgende wetgeving van toepassing: • Codex, • ARAB, • AREI, • Vlarem. Deze wetgeving bevat de technische voorschriften die in acht moeten genomen worden met betrekking tot de uitrusting en inrichting van de lokalen én 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 – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
22
EVALUATIE Inleiding Tijdens de laatste decennia heeft zich een nieuwe ontwikkeling voorgedaan in het denken over evaluatie. Evaluatie wordt niet meer beschouwd als een afzonderlijke activiteit die louter gericht is op de beoordeling van de leerling, maar ze moet in tegendeel met het leerproces verweven zijn. De didactische evaluatie is een inherent deel van leren en onderwijzen. Zij geeft informatie aan leerlingen en leraren over het succes van het doorlopen leerproces en biedt zodoende de kans om het rendement van leerlingen én leraren te optimaliseren.
1. Basisprincipes De leerkracht zal aandacht hebben voor proces- en productevaluatie. Het onderscheid tussen proces- en productevaluatie is niet altijd even duidelijk. Bij productevaluatie wordt nagegaan in welke mate leerlingen de onderwijsdoelen hebben bereikt; bij procesevaluatie wordt het leerproces van de leerling en het didactisch handelen geëvalueerd. Het evaluatiesysteem van de leerkracht zal structureel rekening houden met kennis, vaardigheden en vakgebonden attitudes van de leerlingen en het resultaat van oefeningen, taken en toetsen. De evaluatiecriteria worden vooraf duidelijk aan de leerlingen medegedeeld. Deze criteria worden ook best vooraf besproken in de vakwerkgroep. Een evaluatie dient te vertrekken vanuit duidelijke en operationele doelstellingen. Zowel het proces als het product moeten op een zo objectief mogelijke manier geëvalueerd worden. Bij de evaluatie wordt er rekening mee gehouden dat het om leerlingen gaat. Onnauwkeurig werken, kleine fouten maken … kunnen in zekere mate aanvaardbaar zijn. Belangrijk is de evolutie van hun prestaties, daarom zal de leraar voortdurend hun vorderingen nagaan en zo nodig remediërend optreden
Kwaliteitscriteria Zoals alle meetapparatuur moet ook het evaluatie-instrument aan bepaalde kwaliteitscriteria voldoen. Stel alleen geldige vragen Om geldig te zijn dient de evaluatie o.m. aan volgende voorwaarden voldoen: •
de opgaven moeten overeenkomen met de leerplandoelstellingen (in het bijzonder met de verhouding tussen kennis en vaardigheden);
•
wat geëvalueerd wordt, moet ook voldoende ingeoefend zijn;
•
de moeilijkheidsgraad moet aanvaardbaar zijn.
Vermits vooral vaardigheden getest worden, kunnen de kennisinhouden beschikbaar gesteld (bijv. cursus, handboek of handleiding).
Verhoog de betrouwbaarheid Een hoge betrouwbaarheid verkleint de foutenmarge en wordt bekomen door: •
duidelijke en ondubbelzinnige vragen te stellen;
•
het puntengewicht in relatie te brengen met het belang van de doelstellingen1;
1
Een handige vuistregel is: ten minste 3/4 kernvragen staan op minimum 80 % van de punten en hebben betrekking op de kennis en vaardigheden die voor de leerstofvooruitgang onmisbaar zijn, die voor het opleidingsprofiel functioneel zijn en die door een normale instroomgroep voor ongeveer 2/3 correct kunnen opgelost worden. De overige vragen zijn dan (moeilijkere) differentieervragen.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week) •
vraag per vraag te corrigeren op basis van een correctiemodel met puntenverdeling;
•
relatief veel vragen te stellen en per moeilijkheidsgraad te rangschikken (want dat motiveert meer);
•
aan de leerling voldoende tijd te geven;
•
de quotering niet te verlagen voor spelfouten, zorg of lay-out of een gebrekkige manier van uitdrukken, tenzij dit het doel is (bijv. wanneer de school een vakoverschrijdend taalbeleid erop nahoudt);
•
veel evaluatiebeurten te voorzien (zonder te veel onderwijstijd in beslag te nemen!).
23
Zorg voor een voorspelbare evaluatie Een voorspelbare evaluatie houdt voor de leerlingen geen verrassingen in als: • de vragen voldoende herkenbaar zijn en aansluiten op de wijze van toetsen die ze gewoon zijn; •
de beoordelingscriteria vooraf gekend zijn;
•
de leerlingen goed op de hoogte zijn van wat ze moeten kennen en kunnen.
Maak van de evaluatie een nuttig instrument De evaluatie is maar nuttig als de leerlingen (maar ook de leraar) uit de evaluatie iets kunnen leren, daarom is het essentieel: • het examen of de toets te laten inkijken en klassikaal te bespreken; •
aan de leerling feedback te geven en te leren waarom een antwoord juist of fout is;
•
conclusies te trekken voor de manier van onderwijzen (didactische aanpak);
•
de samenhang van het aantal onvoldoendes met andere vakken te analyseren.
Verdere beschouwingen over leerlingenevaluatie zijn te vinden op de website van de Pedagogische begeleidingsdienst van Het Gemeenschapsonderwijs.
TSO – 2e graad – optie Industriële wetenschappen TV Elektriciteit (1e jaar: 5 lestijden/week, 2e jaar: 4 lestijden/week)
BIBLIOGRAFIE AIB -VINÇOTTE, Algemeen Reglement op de Elektrische installaties AREI, Brussel CLAERHOUT, L., serie Elektrotechniek: Elektriciteit, WoltersPlantyn GOES PATRICK, Basiselektriciteit, Die Keure STANDAERT, K., + VAN DE BORGHT, F., Gedifferentieerd leerpakket elektriciteit, De Boeck VAN DEN WYNGAERT, L + VAN DEN WYNGAERT, P., Basiselektriciteit, Die Keure VAN HEUVERZWYN, Labo Elektriciteit, Wolters Plantyn VRANCKEN RUDI, Elektriciteit Theorie en Lab, Wolters Plantyn
24
