VLAAMS VERBOND VAN HET KATHOLIEK SECUNDAIR ONDERWIJS LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS BIOTECHNISCHE WETENSCHAPPEN. Tweede graad TSO 1ste en 2de leerjaar

VLAAMS VERBOND VAN HET KATHOLIEK SECUNDAIR ONDERWIJS LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

BIOTECHNISCHE WETENSCHAPPEN Tweede graad TSO 1ste en 2de leerjaar

Licap - Brussel D/1997/0279/053A -september 1997

ALGEMENE INHOUD

LESSENTABEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

TV LANDBOUW/TUINBOUW Biotechniek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

Laboratorium Biotechniek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

Laboratorium Chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

3 D/1997/0279/053A

Biotechnische wetenschappen 2de graad TSO

LESSENTABEL BIOTECHNISCHE WETENSCHAPPEN

1

Basisvorming AV AV AV AV AV AV AV AV AV AV AV

Godsdienst Aardrijkskunde Biologie Chemie Fysica Frans Geschiedenis Informatica Lichamelijke opvoeding Nederlands Wiskunde

1ste lj.

2de lj.

17

17

2 1

2 1

1

1

2 1 1 2 4 3

2 1 1 2 4 3

Voor de leerlingen die een optie kiezen die één of meer vakken omvat die ook voorkomen in de basisvorming, vervallen deze vakken in de basisvorming. Deze vakken worden in de studierichting steeds aangeduid met (*). 2 2.1

Optie Studierichting (fundamenteel gedeelte)

21

21

AV AV AV TV

2 3 5 10

2 3 5 10

1

1

4

4

TV 2.2

Engels Frans (*) Wiskunde (*) Landbouw/Tuinbouw Biotechniek (x) Laboratorium Biotechniek (x) Laboratorium Chemie (x) Toegepaste natuurwetenschappen: toegepaste biologie Toegepaste natuurwetenschappen: toegepaste chemie Toegepaste natuurwetenschappen: toegepaste fysica Toegepaste fysica (*)

1 3 1

1 3 1

2

2

2

2

1

1

Complementair gedeelte: maximum

- Te kiezen uit de vakken en/of de specialiteiten opgesomd in het Besluit van de Vlaamse regering van 5 juni 1989 tot vaststelling van de algemene vakken, de kunstvakken, de technische vakken en de praktische vakken in de instellingen voor secundair onderwijs met volledig leerplan, voor zover het vakken of specialiteiten betreft waarvan het Besluit van de Vlaamse regering van 14 juni 1989, zoals gewijzigd, bekwaamheidsbewijzen vastlegt in de tweede graad. - Wanneer in het complementair gedeelte één of meer vakken gekozen worden die ook voorkomen in de basisvorming of in het fundamenteel gedeelte, dan vervallen deze vakken niet in de basisvorming, noch in het fundamenteel gedeelte. (x) Voor deze vakken is het leerplan in deze brochure opgenomen. 5 D/1997/0279/053A


BIOTECHNIEK 2de graad TSO TV Landbouw/Tuinbouw Biotechniek Fundamenteel gedeelte 1ste leerjaar: 1 uur/week 2de leerjaar: 1 uur/week In voege vanaf 1 september 1997

D/1997/0279/053 A

Biotechniek D/1997/0279/053A

7


INHOUD

1

BEGINSITUATIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

2

ALGEMENE DOELSTELLINGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

3

ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

4 4.1 4.2

OVERZICHT VAN DE LEERINHOUDEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eerste leerjaar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tweede leerjaar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11 11 11

5 5.1 5.2

LEERPLANDOELSTELLINGEN, LEERINHOUDEN EN DIDACTISCHE WENKEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eerste leerjaar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tweede leerjaar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12 12 14

6

MINIMALE MATERIELE VEREISTEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

7

EVALUATIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

8

BIBLIOGRAFIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16


8


1

BEGINSITUATIE

Sommige leerlingen hebben de basisoptie ‘Agro-biotechniek’ gevolgd, en hebben misschien al enkele aspecten in verband met biotechniek bestudeerd. Voor anderen is het een eerste kennismaking. 2

ALGEMENE DOELSTELLINGEN

- De leerlingen moeten inzien dat de studie van de bouw en van de lichaamsfuncties van levende wezens, die ze zien in het vak Toegepaste biologie (2de graad), kan leiden tot toepassingen van biologische verschijnselen ten gunste van onze samenleving. - Het vak Biotechniek beoogt kennis te verwerven over: @ alle biotische en abiotische factoren die de groei en de productie van planten en dieren beïnvloeden; @ de technieken om deze groei en productie te beheersen; @ de technologieën om de voortgebrachte producten te verwerken. - De leerlingen moeten kunnen aantonen dat bij de productie van voedsel hoge kwaliteitseisen gesteld worden. - De leerlingen moeten zich bewust zijn van de impact van techniek en technologie op het milieu. Ze moeten de milieuproblemen die de biotechniek veroorzaakt noch overschatten noch onderschatten. 3

ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN

Om de leerstof aan te brengen kan de leraar gebruikmaken van dia's, transparanten, door hemzelf meegebracht materiaal ... Enkele didactische uitstappen kunnen een meerwaarde brengen. Waar het kan zullen er oefeningen gemaakt worden om de theorie praktisch te verduidelijken. Er zal regelmatig verwezen worden naar wat gezien wordt in het vak Toegepaste biologie (2de graad), hierdoor is samenspraak met de leraar van dit vak nodig, hetzelfde geldt voor het vak Laboratorium Biotechniek. De milieuproblematiek, die in het 2de leerjaar als een apart leerstofpunt vermeld staat, kan waar het opportuun is ook aan bod komen in de andere leerinhouden. Op deze wijze zullen de leerlingen de milieuproblemen beter kunnen inschatten.


9


Volgende urenverdeling, rekening houdend met minstens 25 lesuren per jaar, kan als leidraad dienen voor de leraar: EERSTE LEERJAAR

Aantal uren

1 De levensgemeenschap

1

2 De bodem De bodembestanddelen Het water in de bodem De lucht in de bodem De bodemstructuur Biotische en abiotische factoren

6 4 1 2 1

3 De invloed van abiotische factoren op het leven van plant en dier Temperatuur Licht Lucht en luchtvochtigheid

10 3 4 3

TWEEDE LEERJAAR

Aantal uren

1 Voedingsmiddelen Melk Boter Kaas Consumptie-ijs Eieren Honing Chocolade Aardappelen Brood Deegwaren

6 2 3 1 2 1 2 3 2 1

2 Inleiding tot de milieuproblematiek


14

23

2

10


4

OVERZICHT VAN DE LEERINHOUDEN

4.1

Eerste leerjaar

1 De levensgemeenschap - Definitie - Abiotische en biotische factoren 2 De bodem - Bodembestanddelen @ minerale bestanddelen @ organische bestanddelen @ levende bestanddelen - Het water in de bodem - De lucht in de bodem - De bodemstructuur - Invloed van biotische en abiotische factoren in de bodem 3 De invloed van abiotische factoren op het leven van plant en dier - Temperatuur - Licht - Lucht en luchtvochtigheid

4.2

Tweede leerjaar

1 Voedingsmiddelen (melk, boter, kaas, consumptie-ijs, eieren, honing, chocolade, aardappelen, brood en deegwaren) -

Basisbestanddelen Samenstelling en voedingswaarde Kwaliteit en kwaliteitseisen Bewerkingsprocessen Bewaartechnieken

2 Inleiding tot de milieuproblematiek - Milieuproblemen als gevolg van emissies naar: @ lucht @ water @ bodem - Energieproductie en milieuproblematiek - Afvalproblematiek


11


5

LEERPLANDOELSTELLINGEN, LEERINHOUDEN EN DIDACTISCHE WENKEN

De doelstellingen worden eerst weergegeven, gevolgd door in een ander lettertype weergegeven leerinhouden en tenslotte komen de didactische wenken.

5.1 1

Eerste leerjaar De levensgemeenschap

- Een levensgemeenschap kunnen omschrijven. - Het onderscheid tussen abiotische en biotische factoren kunnen verwoorden.

Definitie van een levensgemeenschap Onderscheid: abiotische en biotische factoren Een levensgemeenschap kan gedefinieerd worden als een geheel van in een leefgebied (biotoop) voorkomende organismen met hun onderlinge relaties. Verder moet hier enkel het onderscheid belicht worden tussen abiotische (licht, lucht, water en bodem) en biotische factoren, de verdieping ervan geschiedt in volgende punten. 2 -

De bodem De verschillende elementen van de bodem onderkennen. Het belang van elk bestanddeel kunnen aantonen in functie van de plantengroei. De verschillende grondsoorten kunnen onderscheiden en typeren. Het belang kennen van een goede structuur. Kunnen aangeven hoe de structuur kan verbeterd worden. Invloed van biotische en abiotische factoren in de bodem op een levensgemeenschap verduidelijken.

De bodembestanddelen @ minerale bestanddelen @ organische (voedsel)bestanddelen Bodemflora en -fauna Het water in de bodem De lucht in de bodem De bodemstructuur Invloed van biotische en abiotische factoren De leerlingen doen inzien dat de minerale bestanddelen de aard van de bodem bepalen en dat de verhouding grote/kleine deeltjes bepaalt of we met zandgrond, zand-leemgrond, leemgrond of kleigrond te maken hebben. De leerlingen kunnen zelf verschillende bodemmonsters meebrengen die als basis kunnen dienen voor de studie van de verschillende elementen in de bodem.


12


Oefeningen in verband met de textuurdriehoek mogen niet ontbreken. Er kan op gewezen worden dat de planten water voornamelijk opnemen uit het bodemwater en het grondwater, soms uit het oppervlaktewater. Water in verband brengen met de verdamping en de opbouw van stoffen in de plant. De wijze waarop de opname van water geschiedt evenals de verdamping en de opbouw worden verder behandeld in het vak Toegepaste biologie. De bodemfauna voorstellen als bestaande uit macro-organismen zoals regenwormen, mollen, kevers en andere kleine zoogdieren die bij het zoeken naar voedsel de grond luchtig maken. De bodemflora daarentegen wordt voorgesteld als bestaande uit micro-organismen zoals bacteriën, algen, schimmels ... die zuurstof nodig hebben. De gevolgen van een slechte bodemstructuur kunnen op het veld aangetoond worden. De laboratoriumoefeningen hierover gebeuren in het vak Laboratorium van het 1ste leerjaar van de 2de graad. 3

De invloed van abiotische factoren op het leven van plant en dier

- De invloed van temperatuur, licht, (di)zuurstof, koolstofdioxide en luchtvochtigheid op het leven van plant en dier kunnen aantonen. - De relatie kunnen leggen tussen theoretische aspecten en wat men doet in de praktijk. - De abiotische factoren die onmisbaar zijn voor een levensgemeenschap kunnen opnoemen. - De invloed van de abiotische factoren kunnen toelichten.

Temperatuur Licht Lucht en luchtvochtigheid Aan de hand van eenvoudige proefjes kan de invloed van de verschillende factoren op planten (en dieren) aangetoond worden. Ter illustratie kan de samenstelling van lucht gegeven worden waarbij men wijst op het feit dat deze samenstelling vrij stabiel is. Hierin wordt (di)zuurstof belangrijk beschouwd voor de ademhaling terwijl koolstofdioxide dit is voor de opbouw. De opbouw bij de planten wordt verder behandeld in het vak Toegepaste biologie. Er kan op gewezen worden dat slechts een kleine fractie van het licht dat onze atmosfeer binnendringt gebruikt wordt door de planten. In een schoolserre kan de invloed van deze factoren aangetoond worden. Computerregistratie kan hierbij een hulp zijn. De abiotische factoren die de leerlingen moeten kunnen opnoemen zijn licht, temperatuur, lucht, water en bodem. Men kan op het verband wijzen dat bestaat tussen de invloeden van de abiotische factoren met andere woorden de wijze waarop ze op elkaar inspelen. Zo zal langdurige neerslag bijvoorbeeld minder problemen stellen voor een zandgrond dan voor een kleigrond, omdat deze laatste minder doordringbaar is. Wetenschappelijke studies in land- en tuinbouw over de invloed van abiotische factoren kunnen illustrerend werken (zie de vakliteratuur in de bibliografie). Laboratoriumoefeningen hierover gebeuren in het vak Laboratorium van het 1ste leerjaar van de 2de graad.


13


5.2 1 -

Tweede leerjaar Voedingsmiddelen

De belangrijkste basisbestanddelen van voedingsmiddelen kunnen opnoemen. De voedingswaarde afleiden uit de samenstelling van voedingsmiddelen. De samenstelling en de voedingswaarde van verschillende voedingsmiddelen kennen. Het onderscheid tussen producten proceskwaliteit kunnen aangeven. De belangrijkste kwaliteitseisen kunnen beoordelen. De basisprincipes van verwerkingsprocessen kennen. De soorten verwerkingsprocessen van elk voedingsmiddel leren kennen. Bewaartechnieken van voedingsmiddelen kunnen toelichten.

Melk, boter, kaas, consumptie-ijs, eieren, honing, chocolade, aardappelen, brood, deegwaren @ basisbestanddelen @ samenstelling en voedingswaarde @ kwaliteit en kwaliteitseisen @ verwerkingsprocessen @ bewaartechnieken In verband met gezonde voeding zal men de leerlingen leren werken met hulpmiddelen zoals een voedingsmiddelentabel (zie hiervoor het vak Laboratorium van de 2de graad Biotechniek). Een bezoek brengen aan bedrijven kan veel verduidelijken, bijvoorbeeld aan een melkverwerkend bedrijf, een chocoladefabriek, een aardappelverwerkend bedrijf ... Via eenvoudige chemische proefjes kunnen kenmerken en eigenschappen aangetoond worden, zoals het stremmen van melk door toevoeging van een zuur (azijnzuur bijvoorbeeld) ... Leerlingen kunnen verpakkingen meebrengen. Verpakkingsteksten bestuderen kan interessant zijn. De bereiding van harde kaas wordt in de 3de graad gegeven. 2

Inleiding tot de milieuproblematiek

- Een algemeen zicht krijgen op de milieuproblemen waar onze maatschappij mee geconfronteerd wordt. - Milieuproblemen toelichten die veroorzaakt worden door emissies naar: @ de lucht; @ de bodem; @ het water. - Verband tussen milieuproblemen en de wijze van energieproductie kunnen aangeven. - Een milieubewuste houding aannemen in verband met beperking en verwijdering van afval. - Enkele oplossingen voor milieuproblemen kunnen voorstellen.


14


Situering van milieuproblemen Milieuproblemen als gevolg van emissies Energieproductie en milieuproblemen Afvalproblematiek Bij deze oorzaken van luchtverontreiniging kunnen enkele van volgende punten besproken worden: - gemotoriseerd verkeer met aard van de gebruikte brandstof (diesel, benzine al dan niet loodvrij); - verwarming van gebouwen met de aard van de brandstof; - een klassieke centrale met fossiele brandstof. Enkele van volgende mogelijke oorzaken van verontreiniging van water (oppervlaktewater en bodemwater) en bodem kunnen worden besproken: - lozing van industrieel en huishoudelijk afval; - het door regen weg- en inspoelen van: @ afvalstoffen op een stortplaats, @ mestoverschotten op een akker; - ondergrondse opslagplaatsen van brandstof. Recente voorbeelden uit het nieuws (zie media) kunnen aangewend worden om tot de probleemstelling te komen. Ook voorbeelden uit eigen kring (gezin, school, gemeente ...) kunnen verhelderend werken! Een grondige bespreking van de milieuproblematiek komt in de 3de graad aan bod. 6

MINIMALE MATERIELE VEREISTEN

Meettoestellen: - thermometers; - hygrometer; - lichtmeter. Lichtbron 7

EVALUATIE

De permanente evaluatie laat toe te zien of de doelstellingen gehaald worden. Dit kan door observatie van de leerlingen tijdens het lesgebeuren, via een leergesprek en via het maken van oefeningen. Een tussentijdse evaluatie geschiedt via huistaken, toetsen en proefwerken. De permanente en de tussentijdse evaluaties laten toe om indien nodig te remediëren tijdens het schooljaar. De globale evaluatie laat toe om op het einde van het schooljaar adviezen te geven in verband met de oriëntering van leerlingen, dit is belangrijk vermits het vak Biotechniek specifiek is voor de studierichting.


15


8

BIBLIOGRAFIE

Cursussen VVKSO: aanwezig op school Biotechnische uitrustingen - 1ste leerjaar 2de graad Biotechnische uitrustingen - 2de leerjaar 2de graad Laboratorium biotechniek en chemische uitrustingen - 1ste leerjaar 2de graad Laboratorium - 2de leerjaar 2de graad Laboratorium - 1ste leerjaar 3de graad Laboratorium - 2de leerjaar 3de graad - AGRISTO, Bedrijfsinformatie, aardappelverwerkend bedrijf te Harelbeke. - AMERYCKX, J., prof. dr., Algemene bodemkunde, 1976. - AMERYCKX, J., e.a., Bodemkunde, 1995. Uitgave onder eigen beheer, Weduwe Ameryckx, Strobloemstraat 7, 9030 Michelbeke. - AMPE, G., Aardappelonderzoek, methoden bij veldproeven, Onderzoek- en Voorlichtingscentrum voor Land- en Tuinbouw, Beitem-Roeselare. - AMPE, G., De aardappelteelt, Cursus vollegrondsgroenten, Westvlaams agrarisch vormingsinstituut, Provinciaal centrum voor Land- en Tuinbouw, Roeselare (Rumbeke). - AMPE, G., De aardappel, Interprovinciaal Proefcentrum voor de aardappelteelt, BeitemKruishoutem. - BARRETT, J., e.a., Biology, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, USA, 1986. - BERRY, C., Zelf wijn maken, Luitingh, Utrecht. - CALLEBAUT, Bedrijfsinformatie, chocoladebedrijf, Aalstersestraat 122, 9280 Lebbeke-Wieze. - CASTEELS, V., Bio Buiten - Leerboek van ecologie en veldbiologische technieken, DNB/ Pelckmans. - CHINERY, M., Elseviers Insectengids, Elsevier, Amsterdam/Brussel. - COLLET, E., Zwart is zwart, de saga van de chocolade, De Leeuw, februari 1995 (tijdschrift van Delhaize). - CÔTE D'OR, Fraft Jacobs Suchard, Bedrijfsinformatie, chocoladebedrijf, Brusselse steenweg 450, 1500 Halle. - DE CLIPPEL., R., Bemesting en complexe samengestelde meststoffen, Abipa, steenweg op Charleroi 148, bus 5, 1060 Brussel. - DEVLIN, WITHAM, Plant Physiology, PWS Publishers, 1983. - DEWEGHE, L., Mortier, J.M., Eten, meten en weten, KVCV-Voeding, Leuven, 1994. - DOBBENI, A., DEWEGHE, L., Gezonde voeding, BRTN, Brussel, 1984. - EEKHOF, STORK, N., Zelf zuiveren, Luitingh, Utrecht. - GELEIN, C., Bloementeelt, Educaboek, Culemborg, 1997. - GEUNS, A., Melkveevoeding, Manhattan Center - Ministerie van Landbouw. - GYSELEN, P., Melkkwaliteit, Provinciaal Comité voor de melkkwaliteit, Roeselare - Rumbeke. - HAK, P., Het reconditioneren van chipsaardappelen, Landbouwmechanisatie, november 1980. - HEIDA, W. e.a., Veevoeding. - HEIMANS, E., HEISIUS, H.W., THYSSE, J.P., Geïllustreerde flora, Den Gulden Engel, Antwerpen. - HESEN, J., VAN DER SCHILD, J., De aardappel als gronstof voor de voedingsmiddelenindustrie, TNO Project 79-3. - HEY, G., CO2 voor een kwartje per maand en CO2-opname en -productie, Tuinderij 1982. - ITALO SUISSE, Bedrijfsinformatie, chocoladebedrijf, Kastelenlaan 107A, 7780 Komen. - JACQUES, Bedrijfsinformatie, chocoladebedrijf te Eupen.


16


- JAMOTTE, P., Boter, Brochure NDALTP. - KEIJBETS, M. e.a., Voedingsmiddelen van grondstof tot consument, Voedinsmiddelentechnologie, juni en juli 1979. - KEIJBETS, M., Voedingswaarde van aardappel en aardappelproducten, Aardappelwereld, november 1986. - KERVLIET, J., Honing, Natuur en Techniek, april 1993. - KLAPWIJK, D., Plantenfysiologie in de glastuinbouw, De Tuinderij, in afleveringen verschenen 1982. - KUIPERS, S.F., Bodemkunde, Educaboek. - Kunstlicht in sierteelt, Ministerie van Landbouw - 1992. - KROON, A.M., Biotechnologie, Stichting Bio-wetenschappen en Maatschappij - Leiden. - LUDWIG, J., Het meten en beïnvloeden van de chipskleur, Voedingsmiddelentechnologie, juni 1978. - MACKEAN, Biologie - Proefondevindelijk (deel 4: grond), Wolters-Noordhoff. - MISSET, C., Praktijkreeks - veehouding, Doetinchem. - NAUDTS, M., MOTTAR, J., Melk, Brochure NDALTP. - NAUDTS, M., DE VILDER J., Kaas, Brochure NDALTP. - ONKELINX, E., Voeding, chemie om te overleven, Wolters, Leuven, 1993, 112 blz. - SMET, F., LAMBERS, P., Biochemie, Scheltema en Holkema, Antwerpen, Bohn, 1986. - S.n., Kunstlicht in de tuinbouw, Brochure van Philips Nederland BV, Projectgroep tuinbouw, Postbus 90050, 5600 PB Eindhoven, - S.n., Kunstlicht in de sierteelt, Ministerie van Landbouw, 1992. - S.n., Licht, Informatiereeks nr. 90, Proefstation voor tuinbouw onder glas te Naaldwijk. - S.n., Teelt van jaarrondchrysanten, Bloementeeltinformatie nr. 7, november 1985, Proefstation voor de bloemisterij te Aalsmeer. - S.n., Bak- en braadboter, Brochure NDALTP. - S.n., Belgische kaas, Brochure NDALTP. - S.n., Belgische voedingsmiddelentabel, Nubel, Brussel, 1995. - S.n., Betere voeding, met Belgische zuivelproducten, Nationale Zuiveldienst, Brussel, 1976. - S.n., Boter en gezondheid, Brochure NDALTP (nu VLAM). - S.n., Celgetal en mastitisbestrijding, Comité voor de Melkkwaliteit, Gent-Drongen, 1989. - S.n., De aardappelteelt, Uitgave BB, 1988. - S.n., De Belgische kaas, Brochure Nationale Zuiveldienst. - S.n., Dossiers over melkproducten, tijdschrift der gezondheid, nr. 57, januari 1989, 75, november 1990, 102. - S.n., Fabrieksaardappelen, herkomst en bouw, Akkerbouw Praktijk. - S.n., Melkkunde, Landelijke Stichting Beroepsopleiding Levensmiddelenindustrie, Apeldoorn, 1979. - S.n., Melk-TV, Video van de Vlaamse dienst voor Agro-Marketing, Leuvenseplein 4, 1000 Brussel (VLAM) (gratis). - S.n., De melk en wij, driemaandelijks tijdschrift van de Nationale Zuiveldienst, alle voorbije jaargangen tot 1994. - S.n., Wat met onze voeding? Vlaams Voorlichtingscentrum voor de Voeding, Brussel, 1984. - S.n., De eetmeter, Computerprogramma, Voorlichtingsbureau voor de Voeding, Den Haag. - S.n., (W)eet je alles? Pakket over gezondheid, stuurgroep GVO in het onderwijs, Brussel, 1990 (bestellen bij Het Belgisch Rode Kruis, Vleurgatsesteenweg 98, 1050 Brussel). - S.n., De warenwetgeving, bundel 1A + 1B, Die Keure, Brugge, met jaarlijkse bijvullingen. - S.n., Larousse encyclopedie van het milieu, Oosthoek’s Uitgeversmaatschappij, Utrecht, 1984. - S.n., Leefmilieu, Tweemaandelijks tijdschrift van de Stichting Leefmilieu.


17


- S.n., Milieubewuster boeren, Reeks van 10 brochures van het Ministerie van Landbouw. - S.n., Milieubewuster boeren, Video1991, VDD Video Productions, 30 rue St-Martin, 1457 NilSaint-Vincent-Saint-Martin. - SOUBRY, Bedrijfsinformatie, bedrijf van deegwaren, Ardooiesteenweg 110 te 8800 Roeselare. - VAN DE KERK, P., Renderende rundveehouderij, Groene reeks. - VAN DEN BROEKE - LUTOSA, Bedrijfsinformatie, aardappelverwerkend bedrijf te 7900 Leuzeen-Hainaut, Zone Industrielle du Vieux Pont 5. - VAN DER PLUIJM, J.E., e.a., Biothema, Deel 2: Voeding en voedselvertering en Deel 4: Milieu (vooral voor practica), Thieme Zutphen. - VAN DER SCHILD, J., De industriële bereiding van aardappelproducten, Voedingsmidelentechnologie, maart 1977. - VAN DE WEERDT, J., Chemie en voeding, De Sikkel, Malle, 1987, 72 blz. - VAN HOOFSTADT, F., STOUT, G., Brood, daar zit wat in, Natuur en Techniek, mei 1988. - WAUTHY, G., Les acariens, ces animaux liliputiens qui nous entourent, Probio-Revue, vol. 17, 1994, nr. 3, blz. 143-182. - WESTIMEX, Bedrijfsinformatie, chipsbedrijf, Albert I-laan 33 te 8630 Veurne. Organisaties - ALT-VLAM, Leuvenseplein 4, 1000 Brussel, tel. (02)507 31 11. - Belgische Boerenbond, Minderbroedersstraat 8, Leuven onder andere de volgende diensten: . Public Relations . Centrale van de landelijke gilden . Katholieke Landelijke Jeugdcentrale . Verschillende tijdschriften, onder andere De boer en de tuinder. - Bodemkundige dienst van België, De Croylaan 48, 3001 Heverlee. - Bouwcentrum, Informatie: Jan Van Rijswijcklaan 191, 2000 Antwerpen. - BRTN, verschillende radio- en tv-schooluitzendingen, August Reyerslaan 52, 1040 Brussel. - CEPFAR, Europees centrum voor landelijke vorming, secretariaat: Wetenschapsstraat, 1040 Brussel. - Eekhoutcentrum vzw, centrum voor pedagogiek en bijscholing, Universitaire Campus Kortrijk. Diverse bijscholingscursussen chemie, biologie, fysica ... - FLVN, Federatie van de landbouw- en voedingsnijverheden, Kortenberglaan 172, 1040 Brussel. - Federatie voor de Chemische Nijverheid, Maria-Louise-Square 49, 1040 Brussel. - Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Departement onderwijs, centrum voor onderwijsmedia, Koningsstraat 138, 1000 Brussel. Catalogus BRTN schooltelevisie, Educatieve software, Videofilms (ook per vakgroep). - Ministerie van Landbouw, Dienst Informatie: Landbouwschrift en meerdere publicaties, Manhattan-Center-Office Tower, Bolwerklaan 21, 1210 Brussel. - Ministerie van Volksgezondheid, Eetwareninspectie: Rijksadministratief Centrum, Pachecolaan 19, 1000 Brussel, brochure “Weet wat je eet”. - Nationaal Instituut voor Huisvesting, St.-Lazaruslaan 10, 1030 Brussel. - Test-Aankoop, Hollandstraat 13, 1060 Brussel, tijdschrift verbruikersunie + boeken. - Vereniging der elektriciteitsbedrijven, Ravensteingalerij 4, bus 4, 1000 Brussel. - VVCV, Vlaams voorlichtingscentrum voor voeding, Kortenberglaan 176, 1040 Brussel.


18


BIOTECHNIEK 2de graad TSO TV Landbouw/Tuinbouw Laboratorium Biotechniek Fundamenteel gedeelte 1ste leerjaar: 3 uur/week 2de leerjaar: 3 uur/week In voege vanaf 1 september 1997

D/1997/0279/053A

Laboratorium Biotechniek D/1997/2079/053A

19


INHOUD

1

BEGINSITUATIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

2


21

3


21

4 4.1 4.2


22 22 23

5 5.1 5.2


24 24 26

6


28

7

EVALUATIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

8

BIBLIOGRAFIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29


20


1

BEGINSITUATIE

Niet al de leerlingen hebben de basisoptie ‘Agro-biotechniek’ gevolgd. Hierdoor staan ze niet gelijk voor wat de basisvaardigheden betreft. 2


- Experimenten zoals voorgeschreven op het instructieblad op een nauwkeurige, veilige, verzorgde en milieubewuste wijze kunnen uitvoeren. - Het verband kunnen leggen tussen de resultaten van de experimenten en wat gezien werd in andere vakken zoals Toegepaste biologie en Biotechniek. - Verschijnselen nauwkeurig en methodisch kunnen waarnemen. - Door het beantwoorden van vragen over een resultaat kunnen nadenken en er de gepaste conclusies kunnen uit trekken. 3


In de studierichting ‘Biotechniek’ moet veel belang gehecht worden aan laboefeningen uitgevoerd door de leerlingen daar men een wetenschappelijke, een technische en een technologische vorming beoogt. Demonstratieproeven kunnen niet doorgaan voor leerlingenproeven. De leerlingen werken individueel of in groepjes van twee. De leraar mag per leerstofpunt een keuze maken uit de in de didactische wenken voorgestelde laboefeningen, andere zinvolle proeven die ook aansluiten bij de leerstof mogen ook uitgevoerd worden. Volgende hulpmiddelen moeten in voldoende aantal aanwezig zijn: - flora's en fauna's, eventueel aan te kopen door de leerlingen; - dissectiemateriaal; - microscopen en stereomicroscopen; - klassiek laboratoriummateriaal zoals glaswerk en dergelijke. Met voldoende materiaal wordt bedoeld dat liefst elke leerling over het nodige materiaal kan beschikken. In elk geval moet er voldoende materiaal aanwezig zijn voor het werken in groepjes van twee leerlingen. Met slechts enkele flora's in het klaslokaal kan men de leerlingen moeilijk planten laten determineren. De leerlingen voeren de dissecties zelf uit. Het is evident dat er steeds op een veilige en verantwoorde manier gewerkt wordt in het laboratorium. Van elke laboefening moeten de leerlingen een verslag maken, hier kunnen volgende punten aan bod komen: - het doel van de laboefening; - theoretische beschouwingen; - benodigdheden; - werkwijze, proefopstelling; - resultaten; - besluit; - antwoorden op via het instructieblad gestelde denkvragen.


21


Het maken van het verslag mag als huistaak opgegeven worden. Tijdens de laburen wordt geen nieuwe leerstof aangebracht, tenzij specifieke begrippen of korte omkaderende teksten die enkel van toepassing zijn voor deze laboefeningen, en die niet behandeld worden in andere vakken (om overlappingen te vermijden). We kunnen dit illustreren met volgend vorbeeld: bij microbiologisch onderzoek is het niet de bedoeling om theorie over microbiologie te geven, wel om proeven uit te voeren. Om de leraar behulpzaam te zijn bij het opstellen van de jaarplanning stellen wij volgende urenverdeling voor: EERSTE LEERJAAR 1 2 3 4 5 6

Aantal uren 9 12 9 9 18 18

Het aanleggen van een verzameling Morfologie De vermenigvuldiging bij planten De microscoop en de stereomicroscoop Fysisch en chemisch bodemonderzoek Abiotische milieufactoren

TWEEDE LEERJAAR 1 2 3 4 5

Aantal uren 18 21 21 9 6

Samenstelling van voedingsmiddelen Biotechnologische processen Microbiologisch onderzoek Anatomisch en biologisch onderzoek Voeding van de mens

4


4.1

Eerste leerjaar

1 Het aanleggen van een verzameling - Van planten - Van insecten (U) 2 Morfologie - Enkele typeplanten - Enkele insecten en enkele ongewervelde dieren


22


3 De vermenigvuldiging bij planten - Generatieve vermenigvuldiging - Vegetatieve vermenigvuldiging 4 De microscoop en de stereomicroscoop - Bouw - Gebruik 5 Fysisch en chemisch bodemonderzoek -

Watergehalte Poriënvolume Humusgehalte Textuur Zuurtegraad NH4+ en NO3-

6 Abiotische factoren Metingen: - relatieve vochtigheid en neerslag - temperatuur - licht - lucht en luchtcirculatie Invloed op: - fotosynthese - zaadkieming - groei van (kiem)planten - dieren

4.2

Tweede leerjaar

1 Samenstelling van voedingsmiddelen - Drogestofbepaling - Aantonen van water, suikers, zetmeel, vetten, eiwitten, mineralen, vitamine C 2 Biotechnologische processen (enkele processen naar keuze uit volgende lijst) -

Bereiding van fruitwijn Productie van biogas Bereiding van yoghurt, kefir, plattekaas Winnen en klaren van appelsap


23


- Suikerextractie - Inkuilen van gras 3 Microbiologisch onderzoek -

Gieten van voedingsbodems Schimmelculturen Bacteriënculturen Invloed van de temperatuur en van chemische stoffen op de ontwikkeling van micro-organismen Meting van CO2-productie en de invloed van het suikergehalte bij gisting Kleuringsmethodes Microscopisch onderzoek

4 Anatomisch en biologisch onderzoek - Bijvoorbeeld: onderzoek van een mossel, witte muis of rat, kip of duif, haring, konijn 5 Voeding van de mens - Gebruik van een voedingsmiddelentabel 5


De doelstellingen worden eerst weergegeven, gevolgd door in een ander lettertype gedrukte leerinhouden, en tenslotte komen de didactische wenken.

5.1 1

Eerste leerjaar Het aanleggen van een verzameling

- Planten kunnen identificeren, en waar het kan in verschillende stadia. - Een plantenverzameling leren aanleggen. - Insecten kunnen identificeren en een verzameling aanleggen. (U)

Een verzameling van planten Een verzameling van insecten (U) De determinatie geschiedt aan de hand van flora's. De determinatieoefeningen kunnen in het lab of in het veld gebeuren. 2

Morfologie

- Waarnemen van de morfologische kenmerken van enkele planten, van insecten of andere ongewervelde dieren.


24


De morfologie van enkele typeplanten De morfologie van enkele insecten en andere ongewervelde dieren Bepaalde insecten zoals wandelende takken kunnen gekweekt worden. Een bezoek aan het Schoolmuseum te Gent of aan het Natuurhistorisch museum te Brussel is heel interessant. 3

De vermenigvuldiging bij planten

- Een aantal basishandelingen kunnen uitvoeren in verband met vermenigvuldiging. - Inzicht verwerven inzake plantenvermenigvuldiging.

Generatieve vermenigvuldiging Vegetatieve vermenigvuldiging Bepaalde vermenigvuldigingswijzen zoals stekken, enten, marcotteren, afleggen ... kunnen gemakkelijk getoond en door de leerlingen zelf uitgevoerd worden. In het lab kunnen kiemingsproeven uitgevoerd worden. Er kan rekening gehouden worden met de opgedane kennis in de 1ste graad voor de leerlingen die de basisoptie ‘Agrarische technieken’ volgden. 4

De microscoop en de stereomicroscoop

- Inzicht hebben in de bouw van een microscoop en een stereomicroscoop. - Deze microscopen ook correct leren gebruiken.

Bouw van microscoop en stereomicroscoop Gebruik van microscoop en stereomicroscoop Onderzoek is mogelijk van bepaalde insectenonderdelen, plantenonderdelen, bodemorganismen en dergelijke. Voor de studie van de bouw van de microscoop en de stereomicroscoop is er samenspraak nodig met de leraar Toegepaste fysica. 5

Fysisch en chemisch bodemonderzoek

- Bepalen van enkele kenmerken en eigenschappen van een bodem. - Uit de kenmerken de kwaliteit van de bodem kunnen afleiden.

Watergehalte Poriënvolume Humusgehalte Textuur Zuurtegraad Ammonium- en nitraationen


25


Via proeven en waarnemingen de meest voorkomende bodems beoordelen naar hun specifieke kenmerken. De leerlingen kunnen zelf bodemstalen meebrengen. Het humusgehalte kan bepaald worden door gloeien. Bepaalde theoretische aspecten worden behandeld in het vak Biotechniek (1ste leerjaar van de 2de graad). 6

Abiotische milieufactoren

- Metingen kunnen uitvoeren, met de gepaste meettoestellen. - De invloed kunnen nagaan van de diverse abiotische factoren op het leven van planten en dieren.

Metingen: @ relatieve vochtigheid en neerslag @ temperatuur @ licht @ lucht en luchtcirculatie Invloed op: @ fotosynthese @ zaadkieming @ groei van (kiem)planten @ dieren Aansluitend kan een bezoek gebracht worden aan planten kweekbedrijven waar de milieufactoren kunstmatig gewijzigd worden, zoals een champignonkwekerij, een snijchrisantenbedrijf en dergelijke. Het onderzoek kan gebeuren in het laboratorium, in de serre of in de natuur. Bepaalde theoretische aspecten worden behandeld in het vak Biotechniek (1ste leerjaar van de 2de graad).

5.2 1

Tweede leerjaar Samenstelling van voedingsmiddelen

- Kwalitatieve analyses van voedingsmiddelen kunnen uitvoeren. - Waar het mogelijk is verbanden kunnen leggen tussen samenstelling, gebruik en verwerking van voedingsmiddelen.

Drogestofbepaling Aantonen van water, suikers, zetmeel, vetten, eiwitten, mineralen, vitamine C Voorbeelden uit de praktijk kunnen geïllustreerd worden, bijvoorbeeld de zetmeeltest om de rijpheid bij de appelen te beoordelen.


26


2

Biotechnologische processen

- Enkele verwerkingen van biologische grondstoffen uitvoeren. - Het verwerkingsproces goed begrijpen. - Inzicht hebben in het belang van enzymen, additieven en micro-organismen.

Enkele biotechnologische processen, te kiezen uit: @ bereiding van fruitwijn @ productie van biogas @ bereiding van yoghurt, kefir, plattekaas @ winnen en klaren van appelsap @ suikerextractie @ inkuilen van gras Bij de wijnbereiding kan ook microscopie van gist, bepaling van de densiteit en van het zuurgehalte uitgevoerd worden. Een fermentor voor biogas kan zelf gebouwd worden, de gasproductie kan gemeten en door verschillende substraten nagegaan worden. Bij het inkuilen van gras kan de werking van additieven nagegaan worden. Bedrijfsbezoeken zijn mogelijk. De nodige afspraken met de leraar van het vak Laboratorium Biotechniek (2de leerjaar van de 3de graad) zijn hier nodig. 3

Microbiologisch onderzoek

- Inzicht verwerven en basishandelingen kunnen uitvoeren in verband met microbiologisch onderzoek. - Via proeven en waarnemingen de groei en de ontwikkeling kunnen beoordelen.

Gieten van voedingsbodems Schimmelculturen Bacteriënculturen Invloed van de temperatuur en van chemische stoffen op de ontwikkeling van micro-organismen Meting van de CO2-productie en de invloed van het suikergehalte bij de gisting Kleuringsmethodes Microscopisch onderzoek Schimmels kunnen op brood of op andere voedingswaren gekweekt worden. Bacteriën uit de lucht, uit water, uit de bodem ... kunnen op voedingsbodems gekweekt worden. De invloed van antibiotica, alcohol ... op de ontwikkeling van micro-organismen kan nagegaan worden. Bakkersgist leent zich goed om de productie van CO2 na te gaan. De gramkleuring kan uitgevoerd worden, en ook de kleuring met methyleenblauw en nigrosine.


27


4 Anatomisch en biologisch onderzoek - Een dissectie kunnen uitvoeren en hierbij de nodige uitleg kunnen geven. - Een aantal anatomische bijzonderheden kunnen verklaren.

Bijvoorbeeld: onderzoek van een mossel, witte muis of rat, kip of duif, haring, konijn Bij de keuze van het dier moeten de nodige afspraken gemaakt worden met de leraar Toegepaste biologie van de 2de en van de 3de graad. 5 Voeding van de mens - De kwaliteit van de voeding evalueren aan de hand van een voedingsmiddelentabel.

Gebruik van de voedingsmiddelentabel Men kan eventueel een computerprogramma gebruiken zoals 'De eetmeter'. Leerlingen kunnen via dit programma hun eigen voedingsgewoonten beoordelen. 6


Naslagwerken: - een voldoend aantal flora's en fauna's (determineerwerken, eventueel verplicht aan te kopen door de leerlingen). Algemeen basismateriaal voor een laboratorium: - basisglaswerk en andere basisbenodigdheden; - droogstoof; - moffeloven. Basismateriaal voor microbiologie: - autoclaaf; - petrischalen; - voedingsbodems. Onderzoeksmateriaal: - microscopen en stereomicroscopen; - dissectiemateriaal voor leerlingen.


28


Meetinstrumenten: -

hygrometers; pluviometers; thermometers; lichtmeters; balans.

Stoffen: - chemicaliën voor de laboratoriumoefeningen uit te voeren door leerlingen. Hulpmateriaal: - snoeischaren en messen. Voorzieningen voor bereidingen Al de voorzieningen voor de uit te voeren bereidingen van bijvoorbeeld: - wijn; - yoghurt; - plattekaas; - en dergelijke. 7

EVALUATIE

Er geschiedt een permanente evaluatie. Deze bestaat uit de evaluatie van het proces en van het product. Het product bestaat uit: - het verslag; - korte overhoringen over een reeks samenhangende oefeningen. Het proces bestaat uit: - antwoorden op 'waarom-vragen' in verband met de gevolgde strategie tijdens de laburen; - het verzorgd, zelfstandig en precies werken; - het verantwoordelijkheidsgevoel (reinigen van materiaal, opruimen, zinvol samenwerken e.d.). 8

BIBLIOGRAFIE

Cursussen VVKSO: aanwezig op school Biotechnische uitrustingen - 1ste leerjaar 2de graad Biotechnische uitrustingen - 2de leerjaar 2de graad Laboratorium biotechniek en chemische uitrustingen - 1ste leerjaar 2de graad Laboratorium - 2de leerjaar 2de graad Laboratorium - 1ste leerjaar 3de graad Laboratorium - 2de leerjaar 3de graad


29


- AMPE, G., Aardappelonderzoek, methoden bij veldproeven, Onderzoek- en Voorlichtingscentrum voor Land- en Tuinbouw, Beitem-Roeselare. - AMPE, G., De aardappel, Interprovinciaal Proefcentrum voor de aardappelteelt, BeitemKruishoutem. - BERRY, C., Zelf wijn maken, Luitingh, Utrecht. - CASTEELS, V., Bio Buiten - Leerboek van ecologie en veldbiologische technieken, DNB/ Pelckmans. - CHINERY, M., Elseviers Insectengids, Elsevier, Amsterdam/Brussel. - DEWEGHE, L., MORTIER, J.M., Eten, meten en weten, KVCV-Voeding, Leuven, 1994. - EEKHOF, STORK, N., Zelf zuivelen, Luitingh, Utrecht. - MACKEAN, Biologie - Proefondervindelijk (deel 4 - grond), Wolters-Noordhoff. - S.n., Belgische voedingsmiddelentabel, Nubel, Brussel, 1995. - VAN DER PLUYM. J.E. e.a., Biothema, Deel 2: 'Voeding en voedselvertering', Deel 4: 'Milieu', Thieme Zutphen.


30


BIOTECHNIEK 2de graad TSO TV Landbouw/Tuinbouw Laboratorium Chemie Fundamenteel gedeelte 1ste leerjaar: 1 uur/week 2de leerjaar: 1 uur/week In voege vanaf 1 september 1997

D/1997/0279/053A

Laboratorium Chemie D/1997/0279/053A

31


INHOUD

1

BEGINSITUATIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

2


33

3


33

4 4.1 4.2


35 35 35

5 5.1 5.2


36 36 39

6


40

7

EVALUATIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

8

BIBLIOGRAFIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42


32


1

BEGINSITUATIE

Niet al de leerlingen hebben de basisoptie ‘Agro-biotechniek’ in de 1ste graad gevolgd. Ze staan bijgevolg niet gelijk wat vaardigheden betreft. De leerlingen komen normaal gezien voor de eerste maal in contact met het Laboratorium Chemie. 2


- Experimenten zoals voorgeschreven op het instructieblad op een nauwkeurige, verzorgde, veilige en milieubewuste wijze kunnen uitvoeren. - Elementaire laboratoriumtechnieken kunnen beheersen. - Het verband kunnen leggen tussen de resultaten van de experimenten en wat gezien werd in het vak Toegepaste chemie (2de graad). - Het experiment zien als een onderdeel van de wetenschappelijke methode om algemene wetten te formuleren of om vooropgestelde theorieën te toetsen. - Verschijnselen nauwkeurig en methodisch kunnen waarnemen. - Door het beantwoorden van vragen op het instructieblad over een resultaat kunnen nadenken en er de gepaste conclusies uit trekken. - Een gepaste attitude verwerven in verband met veilig en milieubewust omgaan met stoffen. 3


In de studierichting ‘Biotechniek’ moet veel belang gehecht worden aan laboratoriumoefeningen uitgevoerd door de leerlingen, aangezien men een wetenschappelijke en technische vorming beoogt. De leraar mag per leerstofpunt een keuze maken uit de in de didactische wenken voorgestelde laboratoriumoefeningen. Andere zinvolle proeven die aansluiten bij de leerinhouden mogen ook uitgevoerd worden. De leerlingen werken individueel of in groepen van twee. Het is evident dat er steeds op een veilige en verantwoorde manier gewerkt wordt in het laboratorium. Alle verplichte beschermmiddelen moeten in het laboratorium aanwezig en gemakkelijk bereikbaar zijn en natuurlijk als het nodig is ook gebruikt worden. Demontratieproeven kunnen niet doorgaan voor leerlingenproeven. Van elke laboefening dienen de leerlingen een verslag te maken. In het verslag kunnen volgende punten aan bod komen: - de doelstellingen van het practicum; - theoretische beschouwingen in verband met het practicum; - benodigdheden; - R- en S-zinnen (Risk & Safety) met hun betekenis voor elk reagens, elk reactieproduct en alle andere gebruikte stoffen; - werkwijze/proefopstelling; - resultaten; - besluit; - antwoorden op enkele via het instructieblad gestelde denkvragen.


33


Denkvragen moeten niet noodzakelijk op het einde van het instructieblad vermeld worden. Het kan interessant zijn om in het begin of tijdens het practicum de leerlingen denkvragen te laten beantwoorden, deze kunnen soms ook mondeling gesteld worden. De leerlingen moeten eerst het instructieblad aandachtig bestuderen alvorens met de uitvoering te beginnen. Het maken van een verslag mag gerust als huistaak opgegeven worden. Het is ook noodzakelijk dat er in samenspraak met de schooldirectie een laboratoriumreglement opgesteld wordt door de vakwerkgroep chemie. Chemiekaarten (zie bibliografie) moeten aanwezig zijn. De leraar zal steeds vooraf de chemiekaarten van de te gebruiken stoffen raadplegen en hiermee rekening houden bij het opstellen van het instructieblad. Er worden stoffenfiches opgesteld die de leerlingen meebrengen naar het lab en die regelmatig kunnen aangevuld worden met naam en formule van de stof (zodra gezien in te vullen), R- en S-zinnen met hun betekenis, gevarensymbolen, eigenschappen, sorteren van afval en dergelijke. Op deze wijze verwerven de leerlingen stoffenkennis wat belangrijk is voor hun werk in het laboratorium. Tijdens de laboratoriumuren wordt er geen nieuwe leerstof aangebracht, wel mag men begrippen die enkel nuttig kunnen zijn voor laboefeningen zoals normaliteit wel aanbrengen tijdens de laburen. Volgende urenverdeling, rekening houdend met minstens 25 lesuren per jaar kan als leidraad dienen voor de leraar:

EERSTE LEERJAAR

Aantal uren

Kennismaking met het Laboratorium Chemie

5

1 Het structuurmodel van de materie

4

2 Chemische bindingen en chemische verbindingen (U)

2

3 De chemische reactie

8

4 Chemische verbindingsklassen

8

TWEEDE LEERJAAR

Aantal uren

Herhaling: veiligheidsaspecten

1

1 Het gedrag van stoffen in water

5

2 Kwantitatieve aspecten in de chemie

8

3 De chemische reacties

11


34


4


4.1

Eerste leerjaar

Inleiding Kennismaking met het Laboratorium Chemie 1 Het structuurmodel van de materie - Fysische scheidingstechnieken toegepast op mengsels - Bepaling van fysische constanten van zuivere stoffen (U) 2 Chemische bindingen en verbindingen (U) 3 De chemische reactie - Wet van massabehoud - Wet van de constante massaverhouding (U) - Reactiesoorten 4 Chemische verbindingsklassen -

4.2

Bereiding van een enkelvoudige stof Onderzoek van belangrijke eigenschappen van een enkelvoudige stof Bereiding van een samengestelde stof Onderzoek van belangrijke eigenschappen van een samengestelde stof

Tweede leerjaar

Inleiding Veiligheidsaspecten (herhaling) 1 Het gedrag van stoffen in water - Water als polair solvent - Geleidingsvermogen van oplossingen (U) - Experimentele studie van de pH-schaal 2 Kwantitatieve aspecten in de chemie -

Gebruik van de analytische balans Gebruik van volumetrisch glaswerk Bereiden van oplossingen met gekende molariteit Rendement van een reactie (U)


35


3 De chemische reacties -

Bepaling van gemiddelde reactiesnelheden (U) Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden Bepalen van de orde van een reactie t.o.v. een reagens (U) Reacties met behoud van OG (oxidatiegetal) Reacties met verandering van OG (oxidatiegetal) Spanningsreeks der metalen

5


De doelstellingen worden eerst weergegeven gevolgd door in een ander lettertype weergegeven leerinhouden en tenslotte komen de didactische wenken.

5.1

Eerste leerjaar

Inleiding - In grote lijnen de infrastructuur van het laboratorium kennen. - De voornaamste benodigdheden (apparatuur, glaswerk) in het lab kunnen herkennen, benoemen en op de juiste wijze hanteren. - De noodzaak van correct, veilig en milieubewust te werken erkennen en weten op welke wijze men dit kan bevorderen.

Kennismaking met het Laboratorium Chemie Punten die hier zeker aan bod moeten komen zijn: - basiskennis zoals onder andere . de infrastructuur, . juiste benamingen van apparatuur en glaswerk, . stoffenkennis (door aanleggen van stoffenfiches); - veiligheids- en milieuaspecten zoals onder andere . werking van een blusapparaat bijvoorbeeld aan de hand van een video, . het leren raadplegen van veiligheidsvoorschriften, . leren gebruikmaken van informatie op etiketten, . lijsten met gevaarsymbolen en R- en S-zinnen, . werken met veiligheidsfiches, . oogdouche, . het dragen van veiligheidsbrillen, . het branddeken,


36


. behandelen en sorteren van afval (waste disposal), . werken met een trekkast, . beschermkledij; - basisvaardigheden zoals onder andere . overbrengen en afmeten van chemicaliën (massa en volume), . opbouw van apparatuur (opstellingen), . verwarming (aansteken van en werken met een bunsenbrander, verwarmingsplaat, zand- en waterbad), . bewerken van glas, . reinigen van glaswerk, . opruimen van gemorste chemicaliën. Tijdens gans het schooljaar moet men voor deze punten aandacht blijven hebben. De doelstellingen moeten niet volledig bereikt zijn op het einde van de lessenreeks 'kennismaking met het Laboratorium Chemie' maar wel op het einde van het schooljaar. 1

Het structuurmodel van de materie

- Scheidingstechnieken kunnen toepassen op mengsels. - Scheidingsstrategieën uitwerken en uitvoeren. - Fysische constanten van enkele zuivere stoffen kunnen bepalen. (U)

Fysische scheidingstechnieken toegepast op mengsels Bepaling van fysische constanten van zuivere stoffen (U) Er kan een keuze gemaakt worden uit volgende scheidingstechnieken: decantatie, filtratie, centrifugatie, kristallisatie, destillatie, adsorptie, absorptie en chromatografie en extractie. Men kan een scheiding laten uitvoeren van een mengsel dat uit minimaal vier componenten bestaat. Het is belangrijk dat de leerling een strategie ontwikkelt om een mengsel te scheiden (probleemoplossend denken en handelen). Fysische constanten kunnen bepaald worden van zuivere stoffen die men door het scheiden van mengsels verkregen heeft zoals bijvoorbeeld: smeltpunt, kookpunt, oplosbaarheid, massadichtheid, brekingsindex. De brekingsindex moet natuurlijk eerst aangebracht worden in het vak Toegepaste fysica (1ste leerjaar van de 2de graad). In ieder geval is er samenspraak met de leraar fysica nodig. 2

Chemische binding en chemische verbindingen (U)

- De regelmatige opbouw in een rooster kunnen herkennen en verwoorden. - Molecuulmodellen voor een gegeven molecuulformule kunnen opbouwen rekening houdend met de ruimtestructuur.

Soorten roosters Molecuulstructuren


37


De leerlingen maken modellen van roosters. Structuren van ternaire verbindingen komen ook aan bod. 3 -

De chemische reacties De wet van het massabehoud experimenteel kunnen afleiden. De wet van de constante massaverhouding experimenteel nagaan (U). Bij eenvoudig aantoonbare reacties de omzetting van reagentia in reactieproducten kunnen aantonen. Van de uitgevoerde reacties de reactievergelijking kunnen opstellen. De uitgevoerde reacties kunnen herkennen als substitutie-, analyse of synthesereactie.

Wet van massabehoud Wet van de constante massaverhouding (U) Reactiesoorten Het is aan te raden om bij het nagaan van de wet van massabehoud ook een reactie met gasvorming te laten uitvoeren. Voorbeelden bij de studie van 'de wet van de constante massaverhouding' kunnen zijn: - de analyse van koper(II)carbonaat; - de synthese van ijzer(II)sulfide. Bij de studie van reactiesoorten kunnen volgende reacties aan bod komen waarbij de omzetting van reagentia in reactieproducten aangetoond worden: - analyse van calciumcarbonaat; - analyse van water (elektrolyse); - synthese van ijzer(II)sulfide; - substitutiereacties zoals tussen HCl en Zn, MnO2 en HCl, Cl2 en KI; - verbrandingsreacties (bijvoorbeeld van methaan). De reactiesoorten kunnen ook geïntegreerd aan bod komen in het volgende punt. 4 -

Chemische verbindingsklassen Een enkelvoudige stof kunnen bereiden en herkennen aan de hand van een typische eigenschap. Duidelijk waarneembare eigenschappen van een enkelvoudige stof onderzoeken. Een samengestelde stof kunnen bereiden en herkennen aan de hand van een typische eigenschap. De pH van een oplossing kunnen meten en in verband brengen met het zuur, neutraal of basisch karakter van een oplossing.

Bereiding van een enkelvoudige stof Onderzoek van belangrijke eigenschappen van een enkelvoudige stof Bereiding van een samengestelde stof Onderzoek van belangrijke eigenschappen van een samengestelde stof Experimentele studie van de pH-schaal


38


Bij de keuze van de experimenten moeten er met de leraar van het 2de leerjaar van de 2de graad duidelijke afspraken gemaakt worden. Er kunnen pH-metingen uitgevoerd worden, bij voorkeur op dagelijkse producten die de leerlingen eventueel zelf meebrengen, met een pH-meter en er kan ook gewerkt worden met zuur-base-indicatoren. Bij voorkeur worden er dagelijkse producten gebruikt zoals frisdrank, melk, zeep ....

5.2

Tweede leerjaar

Inleiding Veiligheidsaspecten (herhaling) 1

Het gedrag van stoffen in water

- Het al dan niet goed oplossen van stoffen in water kunnen vaststellen en in verband kunnen brengen met water als polair solvent. - Het elektrisch geleidingsvermogen van oplossingen (water als oplosmiddel) kunnen nagaan en in verband brengen met de aard van de opgeloste stof en van het oplosmiddel. (U)

Water als polair solvent Elektrisch geleidingsvermogen van oplossingen (U) De oplosbaarheid van stoffen nagaan in water, in andere polaire en in apolaire solventen. Het elektrisch geleidingsvermogen van verschillende oplossingen nagaan. Bij de keuze van de experimenten moeten er duidelijke afspraken gemaakt worden met de leraar van het 1ste leerjaar van de 2de graad. 2

Kwantitatieve aspecten in de chemie

- Een balans en volumetrisch glaswerk kunnen gebruiken. - Oplossingen met een gekende molariteit kunnen bereiden. - Reacties waarin oplossingen met gekende concentratie betrokken zijn kunnen uitvoeren en kwantitatieve resultaten kunnen weergeven in verband met reactieproducten en reagentia. - Het rendement van een reactie bepalen. (U)

Gebruik van de balans Gebruik van volumetrisch glaswerk Bereiden van oplossingen met gekende molariteit Rendement van een reactie (U) Men leert de leerlingen hoe ze een balans en volumetrisch glaswerk moeten gebruiken. De molariteit van oplossingen wordt bepaald vertrekkend van massa- en volumemetingen en ook van gegevens over massaprocent en massadichtheid. De normaliteit kan hier eventueel aangebracht worden voor zuur- en baseoplossingen. Het gebruik van de normaliteit wordt dan louter als een rekentechniek gezien. Oplossingen met een gegeven normaliteit worden enkel bereid wanneer het begrip normaliteit ook verder nog gebruik wordt bij een zuur-basereactie.


39


Het is enkel zinvol het begrip normaliteit te hanteren wanneer dit ook het geval is in de 3de graad. Hiervoor is overleg nodig. Het is mogelijk om verschillende analysen te kiezen waarbij men via kwantitatieve analyse het rendement kan bepalen, dit kan dan ook geïntegreerd worden in het punt 3 'Chemische reacties'. Met rendement wordt hier de verhouding van de werkelijk bekomen hoeveelheid van een reactieproduct en de theoretische hoeveelheid bedoeld. 3

De chemische reacties

- De gemiddelde reactiesnelheid kunnen bepalen. (U) - Nagaan welke factoren de reactiesnelheid beïnvloeden en in welke mate. - Van uitgevoerde reacties het volgende weergeven: @ de reactievergelijking; @ of het al dan niet een redoxreactie is en de verduidelijking ervan; @ het reactietype; @ kwantititatieve aspecten in verband met reagentia en reactieproducten. - Een spanningsreeks van de metalen kunnen opstellen.

Bepalen van gemiddelde reactiesnelheden (U) Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden Reacties met behoud van OG (oxidatiegetal) Reacties met verandering van OG (oxidatiegetal) Spanningsreeks der metalen Voor het nagaan van de factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden zij er heel wat experimenten die gemakkelijk uit te voeren zijn. Zuur-basereacties (zuur-basetitraties), neerslagvormingsreacties, gasvormingsreacties kunnen samen met redoxreacties aan bod komen. Er worden natuurlijk andere voorbeelden gebruikt dan in het vorige punt. De spanningsreeks wordt met enkele metalen experimenteel opgesteld. 6


Basisinfrastructuur: - werktafels voor leerlingen; - een voorziening voor afvoer van schadelijke dampen en gassen. Basismateriaal voor chemie: -

materiaal voor het uitvoeren van scheidingstechnieken; volumetrisch materiaal; pipetvullers; thermometers;


40


- recipiënten (allerhande); - statieven met toebehoren. Verwarmingselementen: - bijvoorbeeld @ bunsenbranders, @ elektrische verwarmingsplaten, @ verwarmingsmantels, @ en dergelijke. Materiaal voor uitvoeren van metingen: - balans; - stroom- en spanningsmeter of geleidingsmeter (conductimeter); - universele indicator of pH-meter. Spanningsbron: - bron voor laagspanning. Stoffen: - chemicaliën voor het uitvoeren van leerlingenexperimenten. Beschermmiddelen: - veiligheidsbrillen; - aangepaste beschermkledij. 7

EVALUATIE

Er geschiedt een permanente evaluatie. Deze bestaat uit de evaluatie van het product en van het proces. Het product bestaat uit: - het verslag; - korte overhoringen over een reeks samenhorende oefeningen. Het proces bestaat uit: - antwoorden op 'waarom-vragen' in verband met de gevolgde strategie tijdens de laburen; - het verzorgd, zelfstandig en precies werken; - het verantwoordelijkheidsgevoel (reinigen van materiaal, opruimen, afvalsortering, zinvol samenwerken e.d.).


41


8

BIBLIOGRAFIE

Werkschriften en leerboeken De leraar zal de catalogi van de educatieve uitgeverijen raadplegen. Chemiekaarten Het Chemiekaartenboek Uitgeverij Samson Postbus 4 2400 MA Alphen a/d Rijn. Naslagwerken Het chemisch practicum R.Udo en H.R.Leene Uitgeverij nib 1991 Publicaties Publicaties van pedagogisch-didactische centra, navormings- en nascholingscentra. Tijdschrift van de vereniging van leraars in natuurwetenschappen (VELEWE) Mollenveldwijk 30, 3271 Zichem. Video voor leraars biologie, chemie en fysica Experimentieren aber sicher BAGUV (Bundesverband der Unfallversicherungsträger der Öffentliche Hand) Fochensteinstrasse 1 81539 Munchen Bestelnummer: GUV 77 23


42


VLAAMS VERBOND VAN HET KATHOLIEK SECUNDAIR ONDERWIJS LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS BIOTECHNISCHE WETENSCHAPPEN. Tweede graad TSO 1ste en 2de leerjaar

Recommend Documents