w. AV Fysica AV Wetenschappelijk werk

SECUNDAIR ONDERWIJS Onderwijsvorm:

A-stroom

Graad:

eerste graad

Jaar:

tweede leerjaar

Studiegebied:

BASISVORMING BASISOPTIE

Vak(ken):

AV Fysica AV Wetenschappelijk werk

Vakkencode:

WW-c

Leerplannummer:

2003/006

1 lt/w 1lt/w

(Vervangt 98011) Nummer inspectie:

2003/5//1/F/BV/1/I/ /D/ en 2003/6//1/F/BO/1/I/ /D/

1e graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica)

1

INHOUDSTAFEL BEGINSITUATIE ..................................................................................................................................................................2 VISIE .......................................................................................................................................................................................2 ALGEMENE DOELSTELLINGEN.....................................................................................................................................3 Doelstellingen fysica in het secundair onderwijs .............................................................................................................3 1ste graad: geen eindtermen maar wel leerplandoelstellingen..........................................................................................3 Na te streven attitudes ......................................................................................................................................................4 Leerlijnen 1ste graad .........................................................................................................................................................4 Vakoverschrijdende eindtermen........................................................................................................................................5 Praktische afspraken met betrekking tot het realiseren van dit leerplan..........................................................................6 SPECIFIEKE DOELSTELLINGEN, LEERINHOUDEN EN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN............7 1. Materie..........................................................................................................................................................................7 2. Warmte..........................................................................................................................................................................7 3. Optica ...........................................................................................................................................................................9 PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN..................................................................................................................16 Fysica..............................................................................................................................................................................16 Wetenschappelijk werk ...................................................................................................................................................17 Het gebruik van ICT .......................................................................................................................................................17 MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN .........................................................................................................................19 Algemene bemerkingen ...................................................................................................................................................19 Minimaal aanwezig materiaal ........................................................................................................................................19 EVALUATIE ........................................................................................................................................................................22 Dagelijks werk ................................................................................................................................................................22 Examens..........................................................................................................................................................................23 BIBLIOGRAFIE EN NUTTIGE ADRESSEN...................................................................................................................24


2

BEGINSITUATIE De leerlingen van het 2de leerjaar 1ste graad maken voor de eerste keer in het secundair onderwijs kennis met het vak fysica en het wetenschappelijk werk dat daarop steunt. Fysica is een vak uit de basisvorming. Het wetenschappelijk werk, dat zijn fundering vindt in het vak fysica, is beperkt tot de opties industriële wetenschappen, Latijn en moderne wetenschappen. Zowel van het 1ste leerjaar van het secundair onderwijs (biologie en eventueel wetenschappelijk werk) als in het basisonderwijs (wereldoriëntatie: mens en natuur en tijd en ruimte) hebben de leerlingen kennis en ervaring opgedaan waarop kan gesteund worden. Deze beginsituatie is echter zeer verschillend en afhankelijk van de schoolloopbaan. Toch kan het een belangrijke basis vormen waarop de leraar verder kan ingaan. Ook is het mogelijk en soms wenselijk sommige ervaringen iets duidelijker te kaderen binnen de wetenschappelijke methodiek en daaraan gekoppelde terminologie die vanaf nu zal gehanteerd worden.

VISIE Fysica is in de eerste plaats een experimenteel gerichte wetenschap, gebaseerd op objectieve waarnemingen. Als studieobject gelden zowel de kleinste bouwstenen van de materie als de interstellaire structuren in het heelal. De fysicus tracht uit waarnemingen of uit een theoretische analyse wetten af te leiden. Deze wetten worden geformuleerd in de taal van de wiskunde en zijn universeel geldig. De fysicus zoekt dus naar de manier om de natuurverschijnselen zo eenvoudig mogelijk te beschrijven aan de hand van modellen van de werkelijkheid. In deze lessen fysica trachten leraar en leerlingen antwoorden te vinden op vragen die we stellen op basis van dagelijkse waarnemingen. Het vak moet leerlingen ertoe aanzetten zelfstandig te kunnen denken en handelen. Daarom willen we in de fysicalessen zowel een geleidelijk uitgroeiende basiskennisverwerving nastreven als het verwerven van wetenschappelijke werkmethoden. Met basiskennisverwerving wordt niet alleen bedoeld het kunnen navertellen van bestudeerde verschijnselen, het formuleren van wetenschappelijke principes of wetten en theorieën ter verklaring hiervan, maar ook het kunnen beschrijven van nieuwe verschijnselen. Daarom is het wenselijk specifieke vakterminologie en symboliek te gebruiken. Ook zal volle aandacht worden besteed aan de wetenschappelijke methode vanuit volgende invalshoeken: −

het stellen van een probleem eventueel uitgaande van waarnemingen en experimenten;

−

het gebruiken van de verworven kennis bij het onderzoek van nieuwe problemen;

−

het trachten te verklaren van nieuwe feiten door middel van reeds gekende theorieën.

Een belangrijke doelstelling is derhalve het leren toepassen van de verworven wetenschappelijke kennis en experimentele werkmethoden in nieuwe situaties. Na de inleiding steunende op experimentele gegevens of op dagelijkse ervaring moet elke les fysica komen tot een duidelijke probleemstelling. Met behulp van wetenschappelijke denkmethodes moeten de leerkracht en de leerlingen samen bijdragen tot de oplossing van het probleem. Een proef moet uitgroeien tot een voorbeeld van wetenschappelijk onderzoek. Het aanbrengen van een wetenschappelijke werkmethode veronderstelt een duidelijke leerlijn tijdens hun secundair onderwijs. De leerlingen leren het gestelde probleem bewust inzien. Ze kunnen, in overeenstemming met vroegere ervaring, voorstellen doen om het probleem inductief op te lossen of om de oplossing door deductie uit algemene principes af te leiden. Zij moeten op basis van observaties en experimenten de juistheid van de hypothetische oplossing kunnen nagaan en uiteindelijke de verworven feiten, principes of theorieën kunnen meedelen. De lessen fysica in de 1ste graad hebben als doel een eerste kennismaking met de wetenschappelijke methode in relatie tot de dagelijkse ervaringen. Naast het aanleren van deze wetenschappelijke werkwijze zal er aandacht uitgaan naar het belang van de fysica met betrekking tot maatschappelijke en technologische aspecten van de samenleving. Leerlingen moeten de mogelijkheid krijgen het nut en het belang van wetenschappen en wetenschappelijk denken uit de lessen fysica te toetsen aan ervaringen, toepassingen en belevingen in en uit het dagdagelijks leven. Vanuit deze duale situatie, nl. het wetenschappelijk denken en een concrete beleving gesteund op ervaring, is het noodzakelijk in de 1ste graad de lessen fysica dichter te brengen bij de leerlingen. Hierdoor kunnen ze op een aangepaste manier een duidelijke keuze maken voor meer of minder wetenschappelijk georiënteerde richtingen in de 2de graad.


3

Dit moet mogelijk zijn door: 1. De leerstof te beperken tot een aantal onderwerpen die eenvoudig en proefondervindelijk behandeld worden en leiden tot een aantal algemene principes en wetten. 2. Zoveel mogelijk de zelfwerkzaamheid van de leerlingen stimuleren en positief evalueren. 3. De leerstof, de demonstratieproeven en het multimediagebruik, met inbegrip van ICT, promoten en aanmoedigen via navorming en ondersteuning en van daaruit tot de wetenschappelijke methode en verslaggeving komen. 4. Nog meer dan in het verleden afspraken te maken tussen de vakken (wiskunde, T.O. …) waarbij typische vaardigheden (gebruik van symbolen, omzettingen, maken van grafische voorstellingen, atoommodel….) op een gecoördineerde, vakoverschrijdende manier worden behandeld.

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Doelstellingen fysica in het secundair onderwijs Het onderwijs in de fysica moet een bijdrage leveren tot de vorming van de leerlingen door het scherpen van hun zintuiglijke waarnemingen, door het oefenen van hun denkvaardigheid en door het bijbrengen van bekwaamheid in het vertolken en ordenen van het geobserveerde, het geïnduceerde en de logische deductie. Aldus worden zij begeleid tot het achterhalen van bepaalde natuurwetten. Als voornaamste algemene doelstellingen van het secundair onderwijs in de fysica kunnen wij vermelden: − − − − − − − −

De ontwikkeling van een wetenschappelijke werkmethode, uitgaande van waarneming en proefneming over hypothese en verklaring naar het vastleggen van de natuurwetten. Een behoorlijke kennis en begrip van de belangrijkste en meest fundamentele wetten van de fysica. Kennen van de exacte betekenis van de gebruikte symbolen (SI-stelsel) en vakterminologie en van de fysische inhoud van de geleidelijk optredende wiskundige formuleringen. Toepassing van die wetenschappelijke kennis op concrete gevallen in nieuwe situaties, hetzij bij verdere deductieve uitbouw van dit wetenschappelijk inzicht, hetzij op technische vraagstukken. Ontwikkelen van vaardigheden bij het hanteren van elementaire meetinstrumenten en het uitvoeren van eenvoudige proeven. Ontwikkeling van het begrip nauwkeurigheid van meetapparaten en metingen. Een zekere bekwaamheid aankweken in het opstellen van een duidelijk en logisch verantwoord rapport over proeven of metingen en van een overzichtelijke samenvatting van een behandeld probleem. Initiatie tot bewustwording van de maatschappelijke en morele gevolgen van het wetenschappelijk onderzoek.

1ste graad: geen eindtermen maar wel leerplandoelstellingen Voor het vak fysica zijn er in de 1ste graad geen eindtermen voorzien. Dit belet niet dat het vak als dusdanig een minder belangrijke functie heeft. Het is een goede traditie in het gemeenschapsonderwijs aandacht te besteden aan wetenschappen en fysica in het bijzonder. Men mag nooit uit het oog verliezen dat de lessen in de fysica vooral tot doel hebben de leerlingen voor de fysische verschijnselen, waarmee zij dagelijks en soms onbewust in contact komen, te interesseren. Zij moeten tevens dienen om een wetenschappelijke vorming na te streven en de leerlingen geleidelijk naar een systematische natuurstudie te oriënteren. De lessen mogen dus niet enkel het vergaren van encyclopedische kennis beogen. Specifiek in de eerste graad worden volgende doelstellingen nagestreefd: − − − −

Belangstelling opwekken voor de fysica aan de hand van eenvoudige experimenten en ervaringen uit het dagelijkse leven, die door de fysica een verklaring krijgen. Een eerste poging doen om uit waarnemingen een wetmatigheid in het natuurgebeuren te ontdekken. Invoeren van enkele basishypothesen, die de fysische verschijnselen zullen verklaren (discontinue structuur van de materie; temperatuur als maat voor kinetische energie (beweging van deeltjes); eventueel gebruik van modellen zoals het duaal karakter van het licht). Inzien dat onze zintuigen waarnemingsinstrumenten zijn, die echter niet steeds efficiënt en objectief zijn.


4

Na te streven attitudes Het onderricht in de fysica moet, naast de ontwikkeling van de manuele en geestelijke vaardigheid met het oog op de persoonlijkheidsvorming van de leerlingen, ook een specifieke bijdrage leveren tot het verwerven van o.a. volgende attitudes en bekwaamheden: − − − − − − − − −

−

Belangstelling voor wetenschap en techniek en voor de rol welke zij vervullen in de samenleving. Leergierigheid en drang naar inzicht bij het zoeken naar de juiste verklaring van de waargenomen verschijnselen en hun onderlinge samenhang. Zin voor relativering, waardoor de hoofdzaken van de bijzaken kunnen onderscheiden worden. Geleidelijk leren inzien dat het fysisch wereldbeeld, dat door menselijke zintuigen en menselijk verstand werd opgebouwd, niet volmaakt is en voor evolutie vatbaar. Doorzettingsvermogen bij het uitvoeren van experimenten en het oplossen van problemen. Nauwkeurigheid bij het uitvoeren van metingen en berekeningen. Ordelijkheid bij het opstellen van een verslag over een uitgevoerde proef of bij de uitwerking van een theoretisch vraagstuk en bij het in orde brengen van de schriften. Zelfstandigheid door eerst het gestelde probleem aan te pakken, eventueel na raadpleging van documentatie en informatiebronnen, vóór men te rade gaat bij medeleerlingen of de leerkracht. Samenwerking met anderen in groepsverband met de nodige verantwoordelijkheidszin en dienstvaardigheid. Objectiviteit en breeddenkendheid door: a. leren waarderen van het werk van de "grote" fysici uit het verleden, maar ook eerbied opbrengen voor het werk en de ideeën van de huidige medemens; b. een eigen verworven mening leren herzien tegenover nieuwe onweerlegbare feiten; c. een probleem benaderen van uit verschillende standpunten. Kritisch zijn a. niet alleen tegenover anderen, maar ook tegenover zichzelf; b. tegenover informatiebronnen zelfs als ze gedrukt zijn; c. tegenover beweringen zonder voldoende experimentele of logische staving en onderscheid kunnen maken tussen meningen en feiten; d. tegenover een zelf gevonden of door anderen voorgestelde oplossing; e. door slechts te veralgemenen op basis van voldoende observaties en experimenten; f. door een geïnduceerde wet deductief te controleren.

Leerlijnen 1ste graad De eerste graad staat in het teken van experimenteren, ervaren, onderzoeken, meten en rapporteren, interesse wekken en motiveren voor wetenschappen. Dit impliceert geen wiskundige behandeling, wel een schuchtere aanvang van modelleren met een zeer eenvoudig deeltjesmodel. Niettegenstaande het verwerken van metingen enige kennis van het decimaal en metriek stelsel vergt mogen we niet in de valkuil trappen het schooljaar te beginnen met meten en eenheden. Het verwerken van een gestructureerd overzicht van eenheden is trouwens een eindterm die pas in de 2de graad dient bereikt te worden. In de 1ste graad zal men wel volgende accenten leggen: ONDERZOEKSVAARDIGHEDEN Leerlingen leren: −

een onderzoeksvraag formuleren;

−

het belang van de aangepaste apparatuur zoals chrono, meetlat, balans, thermometer enz. kennen;

−

enkele basisgrootheden, eenheden en enkele voorvoegsels gebruiken;

−

zorgvuldig meten en rapporteren;

−

informatie opzoeken;

−

verslag schrijven;

−

meten door het gebruik van apparatuur;

−

ICT toepassingen hanteren zoals eenvoudige simulatiepakketten o.a. voor optica;

1e graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica) −

5

doelgericht Internet gebruiken.

INSTRUMENTELE VAARDIGHEDEN Leerlingen leren: −

apparatuur zoals chrono, meetlat, balans, thermometer…gebruiken;

−

leren zorgvuldig meten en rapporteren;

−

informatie verwerken en een verslag schrijven.

ICT vaardigheden Ook bij uitvoeren van metingen worden best reeds de computer en digitale apparatuur ingeschakeld. Leerlingen leren: −

ICT toepassingen hanteren zoals eenvoudige simulatiepakketten voor elektrische schakelingen en optica;

−

internet gebruiken.

Transfer uit andere vakken Leerlingen leren: −

wiskundige vaardigheden: metriek stelsel, omzettingen, exponenten, grafieken tekenen;

−

begrippen gebruiken uit andere vakken eventueel in nieuwe context;

−

aandacht opbrengen voor historische ontwikkelingen;

−

relaties leggen tussen wetenschap en leefwereld van de leerling.

Het accent ligt op het motiveren voor “wetenschappen”.

Vakoverschrijdende eindtermen De leraar fysica zal ook binnen de school bijdragen tot de realisatie van de vakoverschrijdende eindtermen (VOE). Vakoverschrijdende eindtermen zijn minimumdoelen die niet specifiek behoren tot een vakgebied, maar onder meer door middel van meerdere vakken of onderwijsprojecten kunnen worden gerealiseerd. Zij zijn in eerste instantie een opdracht voor het hele schoolteam. Om uit te maken hoe alle vakoverschrijdende eindtermen op schoolniveau kunnen gerealiseerd worden, zijn afspraken nodig tussen de collega’s van alle vakken. Het is aangewezen om deze afspraken formeel vast te leggen in het schoolwerkplan en in het jaarvorderingsplan of jaarplan. In sommige vakken kunnen bepaalde VOE uitdrukkelijker aan de orde komen dan in andere. Leerplannen kunnen dan ook verwijzingen naar VOE bevatten als de binding tussen de vakgebonden doelstellingen en de VOE evident is. Indien de vakgroep nog andere VOE realiseerbaar acht binnen een vak, wordt dit vastgelegd in een verslag waarin zowel de visie en de planning zijn opgenomen. Heel wat VOE die behoren tot de domeinen leren leren en sociale vaardigheden zitten reeds verweven in de uitwerking van verschillende vakgebonden doelstellingen in dit leerplan. (wetenschappelijke werkwijze, omgaan met informatie, maar ook werken in groep tijdens leerlingenproeven). Door een doordachte keuze van thema’s, teksten en lesonderwerpen kunnen andere VOE (opvoeden tot burgerzin, gezondheidseducatie, milieueducatie), ook in de lessen fysica aan bod komen. Bij de aanvang van het schooljaar maakt de leraar een oordeelkundige keuze van de leerinhouden waarmee hij de vakgebonden en vakoverschrijdende doelstellingen wil realiseren (bij voorkeur na overleg met de vakgroep) en stelt een jaar(vorderings)plan op waarin hij de leerstof op een evenwichtige wijze verdeelt over het beschikbare aantal lestijden. Enkele vakoverschrijdende eindtermen worden in het leerplan aangegeven door het overeenkomstig nummer van de eindterm, voorafgegaan door de letter "V": VL = vakoverschrijdende eindterm voor leren leren; VS = vakoverschrijdende eindterm voor sociale vaardigheden; VB = vakoverschrijdende eindterm voor opvoeden tot burgerzin; VG = vakoverschrijdende eindterm voor gezondheidseducatie; VM = vakoverschrijdende eindterm voor milieu-educatie.


6

Praktische afspraken met betrekking tot het realiseren van dit leerplan De lessen fysica en wetenschappelijk werk fysica worden toevertrouwd aan dezelfde leerkracht; een splitsing kan alleen aanleiding geven tot verwarring en een zwakker rendement. De uitrusting en de inrichting van de lokalen, inzonderheid de vaklokalen en de laboratoria, dienen te voldoen aan de technische voorschriften inzake arbeidsveiligheid en aan de Codex over het welzijn op het werk en aan het Algemeen Reglement op de Elektrische Installaties (AREI). Indien er problemen zijn met betrekking tot het realiseren van de leerplandoelstellingen, bijvoorbeeld in verband met veiligheid en uitrusting van de lokalen, tekort didactisch materiaal, samenstelling van de leerlingengroepen enz. zal dit aan de directie schriftelijk gemeld worden bij voorkeur via een verslag van de vakkenwerkgroep wetenschappen. Een dubbel wordt in de klas of door de betrokken leerkracht bewaard. De vakvermeldingen op het rapport worden best gecombineerd aangegeven. Voor leerlingen die geen wetenschappelijk werk hebben wordt enkel fysica vermeld. Voor de leerlingen met wetenschappelijk werk wordt best de combinatie fysica met inbegrip van wetenschappelijk werk gebruikt. Indien hiervan wordt afgeweken dan dient dit te gebeuren in samenspraak met de andere betrokken collegae (onder andere biologie) binnen de vakkenwerkgroep. Het is mogelijk het wetenschappelijk werk permanent te evalueren, zonder examen, of een examen te organiseren al of niet gecombineerd met fysica. Indien de rapportering één evaluatie bevat kan de vakcommentaar informatie geven omtrent het wetenschappelijk werk. Ook hier is het wenselijk tot noodzakelijk om vooraf duidelijke afspraken te maken binnen de vakkenwerkgroep (samen met de collega biologiewetenschappelijk werk biologie). Omwille van de leesbaarheid worden de leerplandoelstellingen, de leerinhouden en de methodologische wenken in afzonderlijke cellen geplaatst per hoofdstuk. Deze verplichte leerplandoelstellingen en leerinhouden zijn in het vet aangeduid. De niet-verplichte (uitbreidings) doelstellingen zijn met de letter ‘U’ aangeduid. Ze zijn dus facultatief Voor het wetenschappelijk werk wordt er een keuze gemaakt uit 5 van de 6 vermelde thema’s met een gemiddelde van 4 lestijden per thema. Deze keuze is afhankelijk van het op school aanwezige of beschikbaar materieel en de belangstelling van de leerlingen.


7

SPECIFIEKE DOELSTELLINGEN, LEERINHOUDEN EN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Doelstellingen: de leerlingen kunnen

Leerinhouden

•

Kennismaking met het vak

•

fysische van chemische verschijnselen onderscheiden en aantonen aantonen met een voorbeeld dat fysica geen empirische wetenschap is maar gebruik maakt van de wetenschappelijke methode

Wat bestuderen we in de fysica? Wetenschappelijke werkwijze

1. Materie •

•

Pedagogisch didactische wenken Situeren van de fysica als studie van de natuur in diverse aspecten (kernfysica, astrofysica enz.) Verwijzen naar de wetenschappelijke methode zoals die in de lessen biologie werd aangebracht in het 1ste leerjaar (verticale coördinatie)

(2 lestijden samen met kennismaking met het vak) Het deeltjesmodel van de materie is het bindmiddel tussen verschillende,

door observatie het bestaan van algemene eigenschappen, eigen aan alle stoffen in al hun toestanden erkennen en beschrijven.

Algemene eigenschappen van materie schijnbaar disparate, delen van de leerstof: Aggregatietoestanden van Wijzen op het verschil tussen de geordende structuur van de materie materie. (kristallijne toestand) en de niet-geordende (vloeistoffen en gassen).

de geobserveerde eigenschappen van de materie verklaren steunende op de deeltjesstructuur

LEERLINGENPROEF 1: Volumebepaling van een ondoordringbaar voorwerp met een maatglas.

•

een opgelegde proef uitvoeren en er met hulp van de leraar een verslag van maken

•

het verschil in uitzetting vaststellen en verwoorden naargelang de aggregatietoestand, de aard en de lengte of volume van de stof:

•

verwoorden welke elementen een rol spelen bij de uitzetting van materie:

•

de uitzetting van verschillende materialen verklaren met behulp van het deeltjesmodel van de materie en dit illustreren met toepassingen uit de praktijk.

Verklaring door deeltjesstructuur Intermoleculaire ruimten zijn luchtledig; bij poreuze stoffen kan een

2. Warmte Uitzetting van vaste, vloeibare en gasvormige stoffen ten gevolge van temperatuurverandering Begrippen temperatuur en warmte. Temperatuurmetingen: thermometers en/of sensoren (Celsiusschaal).

andere stof in de kleine openingen dringen.

Meerdere groepen leerlingen bepalen het volume van een zelfde voorwerp door middel van maatglazen met verschillend meetbereik (aanbrengen van de begrippen meetnauwkeurigheid en schaalverdeling).

(3 lestijden) Vertrekkend van de zintuiglijke waarneming intuïtief komen tot de begrippen temperatuur (maat voor de bewegingsenergie van de deeltjes) en warmte (vorm van energieoverdracht bij het in aanraking brengen van twee lichamen met verschillende temperatuur) . Noodzakelijkheid inzien om subjectieve indrukken te vervangen door objectieve metingen (thermometer) . Korte bespreking van de meest gebruikte typen, bijvoorbeeld: minimum en maximumthermometer, bimetaalthermometer, sensoren

1ste graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica) Doelstellingen: de leerlingen kunnen U

•

het verschil tussen lineaire en kubieke uitzetting verwoorden

•

de begrippen temperatuur en warmte met eigen woorden omschrijven

•

• •

• •

de temperatuur op de juiste wijze op een thermometer aflezen

een smeltings en/ of een stollingsgrafiek opstellen de verschillende aggregatietoestanden in een schema onderbrengen en de overgangen benoemen elke behandelde faseovergang verwoorden een grafiek interpreteren in verband met de aggregatietoestanden en hun overgangen

8

Leerinhouden

Pedagogisch didactische wenken

LEERLINGENPROEF 2:

Gebruik van de thermometer

Controle en nauwkeurig gebruik van een thermometer.

Controle van de conventioneel gekozen vaste punten (ijkpunten).

Verandering van aggregatietoestand. – Smelten en stollen.

( 3 lestijden)

LEERLINGENPROEF 3:

Juiste aflezing gebeurt slechts na het bereiken van temperatuurevenwicht tussen de thermometer en zijn omgeving

Inzien dat er ook warmte-uitwisseling mogelijk is zonder temperatuurwijziging en de hierbij optredende volumeveranderingen waarnemen. Latente en merkbare warmte Verklaren aan de hand van het deeltjesmodel (cohesie en thermische

Opstellen van een smeltings- en / beweging). of stollingsgrafiek. − Verdampen, koken en condenseren. − Sublimeren en desublimeren. (verplichte keuze van één overgang uit de twee andere mogelijkheden hierboven)

De nadruk leggen op de relatie tussen de warmtetoevoer en de temperatuurverandering (in tabelvorm) en tot het besluit komen dat een dergelijk verband grafisch kan worden voorgesteld. Interpretatie van de grafiek in verband met de aggregatietoestanden en hun overgangen. Het experimenteel opzoeken van alle factoren die de verdamping beïnvloeden. Verklaren met het deeltjesmodel Verschillen opzoeken tussen verdampen en koken. Illustreren met toepassingen

U

U

U

•

• •

de voortplanting van warmte (geleiding, stroming en straling) illustreren met een aantal voorbeelden. voorbeelden van goede en slechte warmtegeleiding geven de voortplanting van de warmte verklaren met behulp van het deeltjesmodel

Voortplanting van de warmte: – geleiding, – stroming, – straling. LEERLINGENPROEF 4: Onderzoek van de warmtevoortplanting in de verschillende toestanden van de stof.

De bedoeling is de leerlingen zelf experimenteel te laten ontdekken dat in elk van de drie aggregatietoestanden de mogelijkheid van warmtetransport bestaat en dat dit ook mogelijk is zonder middenstof: Bij de verklaring door het deeltjesmodel vaststellen dat een model ontoereikend kan zijn om alle verschijnselen te verklaren, zoals de warmtevoortplanting in het luchtledige. Kennis maken met een andere vorm van energieoverdracht in de natuur: de straling

1ste graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica 9 (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica)

Doelstellingen: de leerlingen kunnen

Leerinhouden

3. Optica •

de waargenomen verschijnselen voorstellen en beschrijven met behulp van tekeningen

U

•

een eenvoudige uitleg geven over de verschillende lichttheorieën

U

•

voorbeelden geven van mijlpalen in de historische en conceptuele ontwikkeling van lichttheorieën en ze in een tijdskader plaatsen

Lichtbronnen en lichtmodel. Rechtlijnige voortplanting van het licht. Lichtbundel en lichtstraal.

Lichtmodellen van Newton, Huygens, Einstein.

Schaduwvorming: kernschaduw en halfschaduw. •

• U U

de waargenomen verschijnselen voorstellen en beschrijven met behulp van tekeningen de wetenschappelijke kennis (rechtlijnige voortplanting van het licht) toepassen op concrete gevallen

Toepassingen van schaduwvorming schijngestalten van de maan

Pedagogisch didactische wenken (Aan dit leerstofdeel worden minimaal 12 lestijden besteed.) (1lestijd) Onderscheid tussen ontstaan (energieomzetting), overbrengen (energieoverdracht) en waarnemen van het licht (nieuwe energieomzetting). Informatie kan doorgegeven worden met behulp van zowel materie (Newton) als van golven (Huygens). Lichtstraal : -volgens Newton: baan van het lichtdeeltje; -volgens Huygens: voortplantingsrichting van de golven -volgens Einstein: fotonen Gebruik van ICT bij het opzoeken van biografieën

(1 lestijd) Praktisch worden smalle evenwijdige lichtbundels tot lichtstralen geïdealiseerd. Dit kunnen toepassen in nieuwe situaties van schaduwvorming (uitgebreide en puntvormige lichtbron, zons- en maansverduistering, schijngestalten van de maan).

Zons- en maansverduistering

•

de relatie verklaren tussen scherpte van het beeld en opening, helderheid en opening,grootte en plaats van beeld of voorwerp.

Donkere kamer. Reële beeldvorming

•

voorbeelden uit het dagelijkse leven van gerichte en diffuse terugkaatsing geven

•

de terugkaatsingwetten experimenteel afleiden en de stralengang construeren

Terugkaatsing van het licht: Gerichte terugkaatsing Diffuse terugkaatsing Wetten van de terugkaatsing

Relaties ontdekken en verklaren tussen scherpte van het beeld en opening, helderheid en opening,grootte en plaats van beeld of voorwerp. (2 lestijden) Indien begonnen wordt met optica in het begin van het schooljaar: Kennismaking met de wetenschappelijke werkmethode: a. Waarneming van de terugkaatsing door dagelijkse ervaring. b. Ontwerpen van een proef om een systematisch onderzoek van het verschijnsel mogelijk te maken.

1ste graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica) Doelstellingen: de leerlingen kunnen afleiden en de stralengang construeren

Leerinhouden

•

LEERLINGENPROEF 5:

•

U

een virtueel beeld construeren

Wetten van de terugkaatsing. Vlakke spiegel: beeldvorming. Virtueel beeld

Pedagogisch didactische wenken c. Omzettingen van de waarnemingen in getalwaarden door meten van hoeken. d. Meetresultaten in tabelvorm brengen en eventueel grafisch afbeelden. . e. Afleiden van de relatie tussen de onderling afhankelijke grootheden. f: Veralgemenen tot een fysische wet. Toepassen van de gevonden wetten(spiegelschrift op ziekenwagen, dode hoek spiegel, enz.).

De lichtbreking voorbeelden van breking van licht in de natuur en de techniek kunnen geven en LEERLINGENPROEF 6: verklaren met behulp van de verworven Breking en totale terugkaatsing. kennis.

(2 lestijden)

•

de stralengang construeren bij breking van licht en bij totale terugkaatsing.

Gang van de lichtstralen

De leerlingen moeten zoveel mogelijk zelf de stralengangen construeren

•

optische verschijnselen in de natuur en de techniek herkennen en kunnen verwoorden

Totale terugkaatsing.

•

optische verschijnselen in de natuur en de techniek verklaren met behulp van de verworven kennis.

– Planparallelle plaat. – Schijnbare verhoging – Prisma.

•

de stralengangen construeren bij een planparallelle plaat

•

kleurenschifting door een prisma beschrijven

•

de kleuren van het spectrum in volgorde benoemen

•

herleiden van het kleurenspectrum tot de drie primaire kleuren

•

U

het beeld van een eenvoudig voorwerp construeren en hieruit de eigenschappen van het beeld bij een vlakke spiegel afleiden

10

•

primaire en secundaire kleuren kunnen

Toepassingen:

Kleurenschifting Bij lichtbreking door een prisma. Primaire en secundaire kleuren, complementaire kleuren.

Geen wiskundige formulering van de wet geven,(tenzij bij totale terugkaatsing). Geen brekingsindex

Deze verschijnselen in de natuur en de techniek herkennen, onderzoeken, begrijpen en verklaren met behulp van de verworven kennis. De leerlingen moeten zoveel mogelijk zelf de stralengangen construeren

(2 lestijden) Onderzoek van het kleurenspectrum en techniek van kleurenreproducties door additieve kleurenmenging (kleurentelevisie) en substractieve kleurenmenging (kleurenfilm, kleurendruk). ICT toepassingen: applets

1ste graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica 11 (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica) Doelstellingen: de leerlingen kunnen benoemen

U

•

voorbeelden van complementaire kleuren geven

•

het verschil tussen additieve en subtractieve kleurenmenging kunnen verwoorden en voorbeelden daarvan geven

•

voorbeelden geven van diffusie in de dampkring en verklaren waarom rood minder wordt verstrooid dan blauw en illustraties hiervan geven

•

een brandpuntsafstand bepalen van een bolle lens

•

een eenvoudige proefopstelling met de optische bank maken en met een bolle lens een reëel beeld vormen van een voorwerp

•

• U

karakteristieken van het beeld voor verschillende gevallen door constructie van de stralengang terugvinden en de kenmerken van het beeld verwoorden.

voorbeelden van optische instrumenten geven en de praktische betekenis ervan aangeven

Leerinhouden Additieve en subtractieve kleurenmenging

Kleur van de lichamen.


Toepassingen: de kleur van de hemel, de kleuren bij zonsondergang, kleuren bij signalisatie

Diffusie in de dampkring.

De lenzen LEERLINGENPROEF 7: Beeldvorming bij convergerende lenzen. Brandpunt, optisch middelpunt, Beeldvorming: – Reëel en virtueel beeld – Grootte, vorm en eigenschappen van het beeld Beeldvorming bij divergerende lenzen. Toepassingen: (slechts 1 voorbeeld te kiezen uit) – – – – – –

oog, vergrootglas fototoestel, diaprojector microscoop. telescoop

(3 lestijden) Toepassing van de brekingswetten bij een verfijnder optisch stelsel. Onderscheid vastleggen tussen een reëel en een virtueel beeld: Vinden van relaties zonder wiskundige formules: grootte van beeld en voorwerp, verplaatsing van beeld en voorwerp t.o. v. de lens. Experimenteel gevonden karakteristieken van het beeld voor verschillende gevallen door constructie van de stralengang kunnen terugvinden. Bij verschillende gevallen van beeldvorming praktische toepassingen laten aansluiten: fototoestel, diaprojector, vergrootglas. Kunnen aanwenden van de verworven kennis op optische instrumenten, die ons in staat stellen onze omgeving waar te nemen (oog, microscoop ) Eventueel kunnen meerdere toepassingen onder de vorm van groepswerk behandeld worden.

1ste graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica)

Doelstellingen: de leerlingen kunnen

Leerinhouden

12


WETENSCHAPPELIJK WERK

•

enkele veilige en onveilige situaties in hun eigen Inleiding : Veiligheid in het lab leefomgeving identificeren en voorbeelden geven van preventieve maatregelen (GE 8).

•

inzien dat hun gedrag invloed heeft op de eigen veiligheid en op die van anderen (GE 7).

Algemene veiligheidsregels Laboreglement bespreken

•

een verschijnsel waarnemen

Thema 1: alles is gemaakt uit materie

•

een onderzoeksvraag leren formuleren

Een keuze aan experimenten met stoffen:

•

eenvoudige materialen gebruiken en een experiment opstellen

−

•

een proefopstelling tekenen

−

•

met zorg werken

onderzoek van de eigenschappen van vloeistoffen en gassen.

•

een digitale balans of hefboombalans gebruiken en de begrippen meetbereik en nauwkeurigheid van de balans omschrijven

−

het maken van kristallen.

−

experimenten met lucht.

−

vorm en volume van stoffen.

•

een besluit formuleren

•

een eenvoudig verslag van hun experiment schrijven

•

nauwkeurig meten en het resultaat van een aflezing noteren met de juiste eenheid

•

enkele meettoestellen voor lengte, volume, tijd enz. gebruiken.

Minimun 20 lestijden te verdelen over 5 thema’s met een“gemiddelde” van 4 lesuren per thema Integreren in de andere onderwerpen (alleen die zaken, die werkelijk praktisch voorkomen in de lessen fysica van het 2de leerjaar)

onderzoek van de eigenschappen van

vaste stoffen (in het bijzonder metalen)

Bedoeling is de onderzoeksvaardigheden van de leerlingen te ontwikkelen: waarnemen, een onderzoeksvraag leren formuleren en het doel van een experiment begrijpen, een besluit uit hun experiment trekken en een eenvoudig kort verslag schrijven. Bij het werken met materie worden de hoeveelheden best afgewogen met een eenvoudige digitale balans op 1g nauwkeurig of met een hefboombalans. Het is niet aangewezen tijd te verliezen met trebuchetbalansen. Experiment met lucht: aantonen dat lucht massa heeft, dat het samendrukbaar is,

Thema 2: de maat van alle dingen Het meten van een lengte en van het volume van een onregelmatig voorwerp.

Het is niet de bedoeling weken te spenderen aan dit thema door alle toestellen voor lengtemeting aan te leren en metriek stelsel te oefenen. We beperken ons tot eenvoudige toestellen voor lengtebepaling zoals de meetlat en rolmeter, de maatcilinder als

1ste graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica 13 (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica) Doelstellingen: de leerlingen kunnen enz. gebruiken. •

het verschil tussen grootheid en eenheid aangeven

•

grootteordes schatten

•

het nut van normalisatie van eenheden verklaren

•

de schaalwaarde van verschillende maatcilinders bepalen.

•

nauwkeurig de schaalverdeling aflezen.

•

volumematen herleiden, omzetten van ml naar cm³.

•

het ontstaan van verschillen in meetresultaten die het gevolg zijn van de gebruikte methode verklaren.

•

invloedsfactoren vastleggen

•

meetwaarden verzamelen in een tabel

•

informatie opzoeken in teksten en de geschiedkundige info in verband brengen met het experiment

•

uit een website nuttige informatie halen (LL 7)

•

metingen uitvoeren met een afgesproken nauwkeurigheid

•

gegevensbronnen raadplegen: publicaties KMI en internet.

•

een gasbrander ontsteken en regelen of een elektrische kookplaat veilig gebruiken.

•

meetwaarden verzamelen in een tabel

Leerinhouden

Pedagogisch didactische wenken lengtebepaling zoals de meetlat en rolmeter, de maatcilinder als mogelijkheid om steunende op de eigenschap van de ondoordringbaarheid van de stof het volume te bepalen en de chronometer als toestel voor tijdsmeting Meten van lengtes met een fietswiel ( de hodometer) en in uitbreiding: de rol van een fietsversnelling (afgelegde weg bij 1 omwenteling van de trappers) We stellen vast dat bij gebruik van verschillende maatcilinders de meetresultaten ook verschillend kunnen zijn en komen zo tot het begrip meetfouten en nauwkeurigheid van een meting.

Onderzoek van de slinger: factoren die de We onderzoeken welke factoren de slingertijd beïnvloeden: slingertijd beïnvloeden. De slinger als voorbeeld van een toestel om tijd te meten. amplitude, slingerlengte, massa van de slinger, enz.

Informatie opzoeken over tijdmetingen in de geschiedenis.

Thema 3: warm en koud! Het meten van temperaturen: thermometers (constructie en gebruik).

Zoekopdracht omtrent de geschiedenis van de tijdmeting in boeken, Cd-rom’s en op het internet.

Temperatuur dagelijks op de school laten meten of temperaturen zoeken op internet (teletekst)

Materie en warmte: Toestandsveranderingen: keuze aan experimenten i.v.m. smelten, stollen, d d k k

Keuze aan experimenten zoals het bepalen van de stol- en smeltcurve van ijs, de onderkoeling van natriumthiosulfaat d k h l j i b l h

1ste graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica) Doelstellingen: de leerlingen kunnen •

een gepaste schaal kiezen voor een grafiek en een grafiek tekenen

•

praktische voorbeelden van het koken bij lage en hoge druk kunnen bespreken.

•

het verband tussen kookpunt en de zuiverheid van de vloeistof kennen.

•

het nut van het isoleren van een woning verklaren en dit koppelen aan het besparen van energie (ME 3)

•

de ethische en milieuaspecten van energievoorziening bespreken (ME 2 en 3)

•

informatie opzoeken in verband met energiezuinige huisverwarming (LL7 ME 2)

•

de energieomzetting beschrijven in een aantal lichtbronnen

•

zorgvuldige constructies maken met lichtstralen

•

een geodriehoek hanteren voor het bepalen van hoeken

Leerinhouden verdampen, condenseren, koken, sublimeren.

Geleiding en stroming (convectiestroming) Indien mogelijk temperatuurmetingen over relatief lange tijd laten uitvoeren met de computer en sensoren. Op internet informatie zoeken over energie en milieu. Thema 4: spelen met licht. Hoe verlichten we ons huis? Soorten lichtbronnen. Schaduwvorming. Hoe ontstaan en bewaren we beelden? Experimenteren met − spiegels,

een brandpuntsafstand bepalen

− donkere kamer,

•

kunnen de verschillende gevallen van de beeldvorming bij bolle lenzen onderzoeken op een optische bank.

− lenzen,

de rol van de omkeerlens of omkeerprisma bij kijkers aantonen.

•

instructies begrijpend en nauwkeurig lezen en uitvoeren

•

oefenen met een physlet of applet

Pedagogisch didactische wenken onderzoeken, het smelttraject van margarine bepalen, het stolpunt en kookpunt van een zoutoplossing bepalen, koken onder verlaagde druk (proef van Franklin), koken onder verhoogde druk (pot van Papin, snelkookpan, UHT, )

Warmtevoortplanting: experimenten rond straling: emissie en absorptie. Onderzoek van warmte-isolators.

•

•

14

We zoeken informatie op over de verlichting in huis door de eeuwen heen en experimenteren met lichtbronnen. We maken een keuze uit volgende experimenten: we maken een camera obscura, een periscoop, een caleidoscoop We bekijken de gevallen van beeldvorming bij de bolle lens Sterrenkijker maken met 2 lenzen met verschillende brandpuntsafstanden en/of een kijker met omkeerlens.

− fototoestel, − microscoop, − projectietoestellen, − sterrenkijker, − loep

We oefenen de wetten van terugkaatsing, breking en de beeldvorming bij lenzen met applets van het internet of Cdrom’s.

1ste graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica 15 (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica) Doelstellingen: de leerlingen kunnen

Leerinhouden


•

Thema 5: Spelen met kleuren

We bekijken het beeld gevormd op het TV-scherm en in een kleurenreproductie. We bekijken kleurenfoto en de negatieven, proefdrukken en de inktvullingen van de kleurenprinter. We bekijken gekleurde voorwerpen onder verschillende soorten licht.

•

het fotonegatief (zwart-wit en kleuren) en de foto vergelijken en aantonen dat de kleuren van de foto en het negatief complementair zijn.

Experimenten rond kleur van licht en kleur van een voorwerp. Onderzoek van beschrijven en verklaren hoe men te werk gaat bij additieve en subtractieve menging. 4-kleurendruk. Drukken van kleuren. Kleur door diffusie.

•

de schijnbare grootte van een voorwerp bepalen.

THEMA 6: KIJKEN EN ZIEN

•

de ware grootte van een voorwerp berekenen uitgaande van de schijnbare grootte.

•

de betrouwbaarheid van het zien onderzoeken aan de hand van voorbeelden van gezichtsbedrog.

De werking van het oog: gezichtsbedrog, zien van reliëf, schatten van afstanden, schijnbare verhoging, nawerking van beelden op het oog

•

verklaren hoe je de lengte, afstand, diepte (of reliëf) en beweging ziet.

•

uitleggen dat het zien gebeurt in de hersenen.

•

het verschijnsel van de parallax onderzoeken en weten dat het gebruikt wordt bij nauwkeurig aflezen van meettoestellen.

•

voorbeelden geven van oorzaken van lucht- en waterverontreiniging en de gevolgen aangeven voor mens, dier en plant in de eigen leefomgeving (VM1).

•

gericht waarnemen met al hun zintuigen en kunnen hun waarnemingen op een systematische wijze noteren. (VM 14)

We maken gebruik van applets of fyslets van het internet om kleurenmenging te oefenen. Bij de beschrijving van de delen van het oog beperken we ons tot enkele belangrijke delen zoals de ooglens, de pupil, het netvlies, de gele vlek en de blinde vlek.

Met behulp van een model van het oog met vervormbare lens onderzoeken we de accommodatie van het oog. Met een schijf Scherp beeld en de accommodatie van het van Hartl of opstelling met laserlicht en vlakke lenssegmenten oog. Bijziend- en verziendheid. Correcties. illustreren we de werking van een bril bij verziendheid en bijziendheid. Bezoek aan technopolis (Mechelen) of Illuseum (Gent)

GWP module of project

Tijdens GWP of bij het uitwerken van milieuproject kunnen experimenten worden uitgevoerd met dataloggers en sensoren zoals temperatuurbepalingen aan de grond, in waters, sloten en vijvers enz. Experimenten met zonne-energie enz.


16

PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Fysica Het begin van elke natuurwetenschap is steeds inductief geweest. Daarom moet gedurende de eerste jaren, dat de leerlingen met de fysica in contact komen, de gebruikte methode uitsluitend inductief zijn en moet het onderwijs in de fysica dan ook een uitgesproken proefondervindelijk karakter hebben Naarmate de kennis en kunde in een natuurwetenschap uitbreiden, groeit de mogelijkheid om uit de reeds verworven kennis, door deductie, nieuwe verschijnselen te voorzien, die achteraf experimenteel getoetst worden. Het experimenteel karakter van het fysicaonderwijs mag echter niet leiden tot een ordeloos uitvoeren van proeven om de proeven. Elk experiment moet doelbewust ingeschakeld worden, hetzij om een probleem te stellen, hetzij om te leiden tot de oplossing van een vooraf gesteld fysisch probleem. In dit geval is het geobserveerde steeds het uitgangspunt en niet het voorbeeld ter illustratie van een vooropgezette mededeling. De probleemstelling moet het uitgangspunt van elke les zijn. Het zou natuurlijk ideaal zijn, indien de behandelde problemen door de leerlingen zelf gesteld werden. Dit zou tijdrovend tasten en zoeken inhouden. Gezien de beschikbare tijd voor fysica beperkt is, is het noodzakelijk dat de leerkracht deze nooit ontbrekende probleemstelling zelf leidt. Vanzelfsprekend worden zowel de te behandelen leerstof als de uit te voeren proeven degelijk voorbereid. Zowel het leerproces als de tucht, zowel het pedagogisch contact met de leerlingen als het respect van de leerlingen zullen lijden onder een gebrekkige behandeling van de leerstof en ook onder het geknoei met een proefopstelling en/of -uitvoering. Er werd reeds op gewezen dat proeven steeds doelbewust moeten worden ingeschakeld in de les, waar zij meestal de hoofdrol spelen bij de inleiding of de oplossing van het behandeld probleem. Dit neemt niet weg dat, waar mogelijk, moet gezocht worden naar spectaculaire effecten, die de leerlingen derwijze treffen dat het waargenomene lang blijft nawerken, terwijl de les zelf levendiger en interessanter getint wordt. Er moet tevens gestreefd worden naar eenvoudige proeven. Ingewikkelde toestellen leiden vaak de aandacht van de leringen af naar aspecten, die geen verband houden met het te onderzoeken probleem. Bij deze experimenten moet inzicht primeren op nauwkeurigheid. Zij moeten echter derwijze gekozen en uitgevoerd worden dat de resultaten steeds overtuigend zijn. Door gebruik te maken van eenvoudige middelen zullen de leerlingen aangespoord worden analoge proeven eventueel thuis zelf te herhalen en nader te onderzoeken. Het is dan ook bijzonder vormend, waar mogelijk, de toestellen en de opstellingen onder het oog van de leerlingen en in samenwerking met hen op te bouwen. Het is absoluut noodzakelijk, waar kan, de leerlingen actief bij de uitvoering van experimenten te betrekken. Overal waar het maar enigszins mogelijk is wordt de activiteit van de leraarstafel verlegd naar de leerlingentafels. Bij meetproeven laat men geen enkele gelegenheid voorbijgaan om op het optreden van meetfouten te wijzen. In dit leerjaar beperkt men er zich toe na te gaan welke invloed die fouten kunnen hebben op het gevonden resultaat zonder aan systematische nauwkeurigheidsdiscussie te gaan doen. Waar het instrumentarium van de school ontoereikend is om bepaalde experimenten uit te voeren, zal men zoveel mogelijk beroep doen op de dagelijkse levenservaring van de leerlingen om bepaalde problemen in te leiden en bepaalde begrippen te vestigen. Het gebrek aan voldoende instrumentarium ontslaat de leerkracht niet om een inventaris op te maken van hoogst noodzakelijk, van gewenst en van mogelijk aan te schaffen materieel voor de lessen fysica. Deze inventaris moet voorgelegd worden aan de schooldirectie, die dit op zijn/haar beurt voorlegt aan de bevoegden voor aankoop. Mogelijk duidelijke en precieze vragen stellen. Van leerlingen wordt geëist dat zij met volledige zinnen antwoorden. Hierbij moeten de leerlingen leren zich zo beknopt en zo precies mogelijk uit te drukken. De leerkracht moet er over waken dat verbalisme wordt vermeden en dat hij/zij een taal gebruikt die alle leerlingen begrijpen. De leerkracht stelt zoveel mogelijk duidelijke en precieze vragen. Als een begrip gebruikt wordt, moet de inhoud ervan gekend zijn. Het is niet onverstandig de leerlingen tijdens de les in hun kladschrift te laten noteren. De leerkracht moet daarom in dit eerste jaar van confrontatie met de fysica zijn bordschikking of de voorstelling (retroprojector, projector …) zó verzorgen dat het lesresumé, dat in het schrift van de leerlingen moet komen, geleidelijk op het bord wordt ontwikkeld. Er moet tevens op gewezen worden hoe het leerboek moet gebruikt worden als ondersteuning van het resumé. Met deze werkwijze wordt de basis gelegd voor een later (in de 2de en de 3de graad) volledig zelfstandig noteren door de leerlingen in de les.

1ste graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica 17 (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica) Aantekeningen van proeven en opstellingen moet steeds de grootste zorg worden besteed. Het tekenen is een hulpmiddel om fysische verschijnselen duidelijk te maken. Tekeningen moeten dan ook in een groot aantal in de schriften van de leerlingen voorkomen. Men laat bij voorkeur de leerlingen de opstelling, die ze voor ogen hebben, zelf schetsen. Waar het om ingewikkelde tekeningen gaat, zal de leerkracht ze geleidelijk bij de bespreking schematisch op het bord laten groeien, zodat de leerlingen tevens leren hoe de schets wordt opgebouwd. In geen geval mag de leerkracht zich beperken tot het projecteren van een plaatje dat de leerlingen moeten trachten af te tekenen. Het verdient aanbeveling elke les te besluiten met een korte synthese, opdat de leerlingen hoofdzaken van bijzaken zouden onderscheiden en de draad van de redenering nog eens duidelijk zou worden vastgelegd. Tevens wordt de aandacht hierbij nog eens gevestigd op nieuwe woorden en op uitdrukkingen uit de fysische vaktaal. Bij het einde van de les moeten de leerlingen duidelijk weten wat zij voor je volgende les moeten uitwerken en waarover zij kunnen worden overhoord. Dit moet duidelijk met woorden in de agenda’s of zelfevaluatieschriften worden ingeschreven, hetgeen niet uitsluit dat naar bladzijden of paragrafen uit het leerboek kan worden verwezen. In dit leerjaar is het ten zeerste verantwoord de inschrijvingen voor het agenda aan het bord voor te schrijven en op deze inschrijving een systeem van controle toe te passen. Of deze inschrijving in het begin of op het einde van de les gebeurt behoort tot de verantwoorde keuze van de leerkracht.

Wetenschappelijk werk Steunend op het voorhanden zijnde materieel en op de interesse van de leerlingen worden de onderwerpen gekozen uit de hierboven staande reeks. Deze onderwerpen worden bij voorkeur behandeld aansluitend met de betreffende leerstof gegeven. De lessen wetenschappelijk werk worden uitsluitend gewijd aan groepswerk van leerlingen. Deze groepen bestaan uit maximaal 5 en minimaal 2 leerlingen naargelang het te onderzoeken probleem of het voorhanden zijnde didactisch materieel. Het hoeft niet uitgesloten te zijn dat bij de uitvoering van dit groepswerk aan takenverdeling wordt gedaan. In elk geval moet elke leerling een schriftelijk verslag maken van het door zijn groep uitgevoerde werk. Er werd reeds op gewezen dat proeven steeds doelbewust moeten worden ingeschakeld in de les, waar zij meestal de hoofdrol spelen bij de inleiding of de oplossing van het behandeld probleem. Dit neemt niet weg dat, waar mogelijk, moet gezocht worden naar spectaculaire effecten, die de leerlingen derwijze treffen dat het waargenomene lang blijft nawerken, terwijl de les zelf levendiger en interessanter getint wordt. Er moet tevens gestreefd worden naar eenvoudige proeven. Ingewikkelde toestellen leiden vaak de aandacht van de leerlingen af naar aspecten, die geen verband houden met het te onderzoeken probleem. Bij deze experimenten moet inzicht primeren op nauwkeurigheid. Zij moeten echter derwijze gekozen en uitgevoerd worden dat de resultaten steeds overtuigend zijn. Door gebruik te maken van eenvoudige middelen zullen de leerlingen aangespoord worden analoge proeven eventueel thuis zelf te herhalen en nader te onderzoeken. Het is dan ook bijzonder vormend, waar mogelijk, de toestellen en de opstellingen onder het oog van de leerlingen en in samenwerking met hen op te bouwen. Het is absoluut noodzakelijk, waar kan, de leerlingen actief bij de uitvoering van experimenten te betrekken. Overal waar het maar enigszins mogelijk is wordt de activiteit van de leraarstafel verlegd naar de leerlingentafels. Bij meetproeven laat men geen enkele gelegenheid voorbijgaan om op het optreden van meetfouten te wijzen. In dit leerjaar beperkt men er zich toe na te gaan welke invloed die fouten kunnen hebben op het gevonden resultaat zonder aan systematische nauwkeurigheidsdiscussie te gaan doen.

Het gebruik van ICT Nieuwe informatie- en communicatietechnologieën hebben in de laatste decennia onze samenleving grondig veranderd, en zijn er volledig in geïntegreerd. In onze informatiemaatschappij is het ontstaan van een nieuw soort kansarmoede niet denkbeeldig: wie niet over de nodige middelen enerzijds of over de vereiste kennis, vaardigheden en attitudes anderzijds beschikt, dreigt uit de boot te vallen. Voor het onderwijs is hier een belangrijke sturende taak weggelegd. Bovendien evolueert de informatiemaatschappij naar een kennismaatschappij. Het accent wordt verlegd van het louter verzamelen van gegevens naar het vermogen deze informatie te gebruiken om problemen op te lossen of nieuwe informatie te genereren. Het is belangrijk dat leerlingen de overvloed aan informatie die hen overspoelt leren selecteren en verwerken.


18

De lessen wetenschappen zijn bij uitstek geschikt om het computergebruik te integreren. Enerzijds leren zij de computer met didactisch aangepaste interfaces kennen als een handig meet- en verwerkingsinstrument. Zowel voor leerling als leraar is de computer een krachtige leeromgeving. Anderzijds kunnen de leerlingen via aangepaste software en eventueel het internet informatie leren verwerven en verwerken op school, naar model van het hedendaagse wetenschappelijk onderzoek. Concreet kan de computer in de lessen fysica gebruikt worden ter vervanging van of als aanvulling bij experimenten uitgevoerd met klassiek didactisch materiaal. We denken hier in het bijzonder aan: − − − − −

het gebruik van applets en fyslets als illustratie of als uitbreiding; het schematisch voorstellen en opbouwen via aangepaste software; het uitvoeren van real-time metingen met behulp van een aangepaste interface en bijhorende software; het snel verwerken van meetgegevens, vooral grafisch; gericht opzoeken van informatie.


MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN Algemene bemerkingen De fysica is een vak waarbij de leerlingen hun dagelijkse ervaringswereld kunnen uitbreiden door het volgen en zelf uitvoeren van proeven in de klas. Het proefondervindelijk karakter van het vak is daarom zeer belangrijk. In de mate van het mogelijke zouden zoveel mogelijk proeven aan bod moeten komen in de les. De lessen moeten daarom plaatsvinden in een lokaal met een aangepaste infrastructuur, zodat alle proeven veilig kunnen gebeuren. Dit betekent dat volgende voorzieningen essentieel zijn in het fysicalokaal: elektriciteitsvoorziening met noodstop, watervoorziening die centraal kan gebeuren, de mogelijkheid tot volledige verduistering van het lokaal en eventueel een gasvoorziening op de leerlingentafels. Het is ook aangewezen te beschikken over een koelkast met diepvriesvak. Ook de lessen wetenschappelijk werk worden in het daartoe bestemde lokaal gegeven. Hierbij moet speciaal gelet worden op nodige veiligheidsvoorzieningen in het algemeen en op de specifieke voorzieningen: zoals het gebruik van kwik, naftaleen vermijden in de lessen. Het lokaal moet ook een nooduitgang hebben met een deur die naar buiten opendraait. Er is één lijst per graad opgesteld, waarbij een onderscheid gemaakt wordt naargelang het aantal uren fysica per week. Per lijst komt vooraan een opsomming van het basismateriaal en daarna het specifiek materiaal per onderdeel. Materiaal dat door de leerkracht zelf gemaakt kan worden is niet in de lijst opgenomen. Het materiaal voor de leerlingenproeven moet voldoende talrijk aanwezig zijn. De uitrusting en de inrichting van de lokalen, inzonderheid de vaklokalen en de laboratoria, dienen te voldoen aan de technische voorschriften inzake arbeidsveiligheid en aan de Codex over het welzijn op het werk en aan het Algemeen Reglement op de Elektrische Installaties (AREI). Indien er problemen zijn met betrekking tot het realiseren van de leerplandoelstellingen, bijvoorbeeld in verband met veiligheid en uitrusting van de lokalen, tekort didactisch materiaal, samenstelling van de leerlingengroepen enz. zal dit aan de directie schriftelijk gemeld worden bij voorkeur via een verslag van de vakkenwerkgroep wetenschappen. Een dubbel wordt in de klas of door de betrokken leerkracht bewaard.

Minimaal aanwezig materiaal Wat het concreet didactisch materiaal betreft moet dit labo minimaal beschikken over: PC met Cd-rom liefst met internetaansluiting 1.

Materie en warmteleer

1.1. Demonstratie en meettoestellen -pyrometer -bol en ring van 's Gravesande -thermometers: -labothermometers op 1 °C en op 0, 1 °C nauwkeurig -maximum en minimumthermometer -digitale koortsthermometer -vacuümpomp met glazen klok -een grote chronometer -handchronometers -meetlat 1 m. -buizen in rechthoekige vorm

1ste graad – AV Fysica en wetenschappelijk werk fysica (2e jaar 1 uur Fysica en optioneel 1 uur wetenschappelijk werk fysica) 1.2. Glaswerk -bekerglazen met verschillend meetbereik -trechters -reageerbuizen -erlenmeyer met smalle hals -maatglazen met verschillend meetbereik -platbodemkolf 500 ml -glazen buizen -horlogeglaasjes -glazen bak -roerstaafjes 1 .3. Hulptoestellen -statieven + dubbele noten + klemmen -bunsenbranders + draadnet (eventueel met keramisch centrum) + driepoot + rubberen slangen (aangepast aan het gebruikt gas), eventueel kookplaatjes (met AREI-goedkeuring) -houten proefbuistang met veer -tangen uit roestvrij staal 1.4. Reagentia en chemische stoffen -kleurstoffen -paraffineblokjes of methyl alcohol -ether of alcohol -dijoodkristallen schilfers -kopersulfaat kristallen -zout -suiker -zand 1.5. Allerlei -houten blokjes -dun touw -watten -kaarsen -stel ballonnetjes -zaagsel -fijnmazig Cu-gaas -filtreerpapier -kurken/rubberen stoppen + kurkenboorder -afdruiprekje -porseleinen smeltkroes met stamper -lepeltjes of spatels -spons -krijt -knikkers

20


2.

Optica

2.1. Demonstratie en meettoestellen -retroprojector -een volledige optische bank met reuterlamp, condensorhouder, condensorlens, irisdiafragma, regelbare spleet, convergerende lenzen, cilinderlens, lenzenhouder, diafragmahouder op steel, tafeltje voor prisma, stel aarde-maan, ondoorschijnend en doorschijnend scherm, diafragma met pijl, mat glas, divergerende lenzen, vlakke spiegel, prisma's, rood filter, blauw filter en groen filter; -donkere kamer (eventueel zelf te maken); -optica-set voor leerlingenproeven met toebehoren: optische bank, houder lichtbron, metalen tafel, vlakke spiegel, lenzen, dia met 1 gleuf, optische schijf, halfcirkelvormig plastieken lichaam -gelijkzijdige prisma's voor leerlingen; -optische schijf met toebehoren; -planparallelle plaatjes in plastiek; 2.2. Glaswerk -doorzichtige glazenplaat -glazen bak: zie ook 1.2. * aantallen zijn desgevallend afhankelijk van het aantal groepen voor leerlingenproeven


22

EVALUATIE Algemene schikkingen i.v.m. evaluatie worden vastgelegd in het besluit van de Vlaamse Executieve d.d. 13/03/91. Netgebonden schikkingen worden door de inrichtende macht van het Gemeenschapsonderwijs uitgevaardigd. Concrete schikkingen i.v.m. deze evaluatie maken per school een onderdeel uit van het schoolwerkplan en het schoolreglement.

Dagelijks werk De beoordeling van de leerlingen moet praktisch permanent gebeuren. Zowel hun werk tijdens de lessen als de resultaten van schriftelijke proeven en mondelinge overhoringen moeten de evaluatie "Dagelijks Werk" van de leerlingen bepalen. Hiertoe beschikt hij over de volgende middelen: - herhalingsopgaven of deeltoetsen; - korte schriftelijke beurten; - mondelinge overhoringen; - prestaties aangaande laboratoriumwerk en verslag; - oplossen van vraagstukken; - taken; - schrift met samenvatting van de geziene leerstof; - deelname aan het lesgebeuren; - mate van het beheersen van vaardigheden; - notities van observaties in de klas. Daarom ook is het noodzakelijk, zoveel mogelijk, bij het begin van elke les een korte overhoring te houden, waarbij zo veel mogelijk leerlingen worden betrokken. Mondelinge overhoringen bieden de gelegenheid om verschillende leerlingen te verplichten hun ideeën in een precieze en duidelijke taal te formuleren. Schriftelijke beurten kunnen zowel kort zijn als uitgebreid. Na het afwerken van belangrijke leerstofdelen kan een uitgebreide schriftelijke beurt worden gehouden, om alzo de leerlingen voor te bereiden op het verwerken van een meer uitgebreide leerstof zoals dit bij de examens gebeurt. De evaluatie "Dagelijks Werk" zal dus niet uitsluitend steunen op schriftelijke beurten, die ter wille van de zogenaamde objectiviteit soms geen enkel inzicht geven in het werkelijk redeneringsvermogen van de leerlingen bij het oplossen van fysische problemen. Het is niet onverstandig om het resultaat van een mondelinge overhoring onmiddellijk in de agenda van de betrokken leerling(en) te noteren teneinde discussie ter zake dadelijk en in aanwezigheid van de getuigende andere leerlingen te ondervangen en later niet geconfronteerd te worden met een betwisting van feiten en uitspraken die men alleen nog eenzijdig voor de geest kan roepen. De permanente evaluatie is in feite de bestendige opvolging van het onderwijsleerproces, de beheersingsgraad van de inhouden door de leerlingen, de doorlopende voorbereiding tot het slagen in de examens. Dagelijks werk wordt gequoteerd enerzijds na meerdere partiële quoteringen en beoordelingen/appreciaties, vastgestelde tekorten en aansluitende remediëring. Anderzijds wordt rekening gehouden met de observatiegegevens van affectieve en psychomotorische aard. De leerkracht houdt alle gegevens bij in een evaluatieschrift. Men zal streven naar een minimum van drie evaluaties per rapportperiode. Via de agenda worden de leerlingen en ook hun ouders bestendig geïnformeerd over de vorderingen, de prestaties en de taken met inbegrip van remediërende opdrachten indien dit noodzakelijk is.


Examens Examens houden een productevaluatie in. Na analyse van de resultaten wordt een diagnose opgesteld die aanleiding kan geven tot bijsturing van het onderwijsleerproces of voor individuele leerlingen tot remediëring. Schriftelijke examens In het kader van het schoolreglement en het schoolwerkplan is het aangewezen dat ouders en leerlingen tijdig over de wijze van evalueren worden ingelicht. Het is vanzelfsprekend dat de eindtermen en de belangrijkste doelstellingen van het leerplan geëvalueerd moeten worden en dat de inhouden, die essentieel zijn voor de opbouw van de leerinhouden in het volgend semester of schooljaar aan bod moeten komen. Tijdens het examen is de betrokken leraar in principe aanwezig. Elke bijkomende toelichting wordt liefst luidop gegeven zodat alle leerlingen op een gelijke wijze worden behandeld. De examenvragen moeten geldig, betrouwbaar, normgericht en aanvaardbaar zijn. Om geldig te zijn moeten examenvragen over de doelstellingen van het leerplan gaan en over die kennis en vaardigheden die men onderwezen heeft. Een exemplaar van de gestelde vragen met aanduiding van de gedetailleerde puntenverdeling wordt samen met de verbeterde examenkopijen in het archief bewaard. Alle gestelde vragen worden aangevuld met een nietabsolute modeloplossing (de leerling kan terecht een andere oplossingsmethode gebruiken), een correctiemodel of een opsomming van aandachtspunten die aanwezig moeten zijn voor de oplossing van open vragen/taken. Dit correctiemodel verhoogt de betrouwbaarheid. Na de proeven hebben de leerlingen en hun ouders het recht de niet-absolute modeloplossing, het correctiemodel of de aandachtspunten die aanwezig moesten zijn voor de oplossing van open vragen, in te zien en krijgen ze, op hun vraag, inzage van de gecorrigeerde kopijen. Er worden met de leerlingen duidelijke afspraken gemaakt i.v.m. het verwachtingspatroon van de examens. Algemene richtlijnen bij schriftelijke examens 1. De vragen/opdrachten met aanduiding van de cijferverdeling en de modeloplossing worden vooraf opgesteld en overhandigd aan de directie vóór het begin van de examenreeks. 2. Men is verplicht er voor te zorgen dat de leerlingen kunnen beschikken over: -een duidelijk beeld van datgene wat van hen verwacht wordt; -de vragen en opdrachten die reeds zijn voorgekomen gedurende het didactisch proces; -een schriftelijk overzicht van de te kennen leerstof; -een geschreven mededeling waarin staat welke informatiebronnen, welk materiaal ze mogen/moeten meebrengen op het examen; -een blad met de vragen om overschrijffouten te vermijden. 3. Bijkomende proef Bij een eventuele bijkomende proef zal men voor die leerling de leerstof voor dat examen nauwkeurig omschrijven. Wetenschappelijk werk Er wordt geen afzonderlijke evaluatie opgemaakt voor fysica en voor wetenschappelijk werk fysica voor de leerlingen die beide onderwezen krijgen. Het is mogelijk het wetenschappelijk werk permanent te evalueren, zonder examen, of een examen te organiseren al of niet gecombineerd met fysica. Indien de rapportering één evaluatie bevat kan de vakcommentaar informatie geven omtrent het wetenschappelijk werk. Ook hier is het wenselijk tot noodzakelijk om vooraf duidelijke afspraken te maken binnen de vakkenwerkgroep (samen met de collega biologiewetenschappelijk werk biologie).


BIBLIOGRAFIE EN NUTTIGE ADRESSEN Tijdschriften MENS (Milieu-Educatie, Natuur & Samenleving), driemaandelijks tijdschrift, Groeneborgerlaan 171, 2020 Antwerpen, www.2mens.com Natuur & Techniek - natuurwetenschappelijk en technisch maandblad, C.C.R.I. 9224, 1000 WZ Amsterdam Natuur en Wetenschap, Zuidstraat 211, 3581 Beverlo (011/401354) NVOX, Tijdschrift voor natuurwetenschappen op school, Uitgave van NVON, de Nederlandse vereniging voor het onderwijs in de natuurwetenschappen, http://home.svm.nl/natwet/nvox/index.htm EOS-Magazine, Wetenschap en Technologie voor Mens en Maatschappij, Uitg. Cascade, www.eos.be VELEWE - Vereniging voor leerkrachten wetenschappen, tijdschrift, Mollenveldwijk 30, 3271 Zichem Brochures en repertoria Vragen over wetenschap: Energie – Licht- Geluid - Water, verhelderende boeken voor 10-14 jarigen, met eenvoudige experimenten, Artis Historia, Brussel, 1998, 44 p. per deel Lesbladen Water en Lucht, Vlaamse Milieumaatschappij, Aalst Handboeken Specifiek voor het Gemeenschapsonderwijs Pulsar, uitgeverij Novum, Mechelen Fysica, uitgeverij De Garve, Brugge Handboeken als naslagwerk Fysica vandaag, uitgeverij Pelckmans, Kapellen Kwantum, uitgeverij De Boeck, Antwerpen Impuls, uitgeverij Wolters Plantyn, Mechelen Reeks fysica, uitgeverij Die Keure, Brugge met modules Materie en warmte, Optica Fysica, tussen atoom en heelal, Standaard educatieve uitgeverij, Antwerpen Fysica, eenheid 1, Standaard uitgeverij, Antwerpen Fysica 1, uitgeverij Van Inn, Lier

Voor bijkomende informatie en nuttige adressen verwijzen we naar de website van de pedagogische begeleidingsdienst van Het Gemeenschapsonderwijs. WWW.rago.be/PBD

24

w. AV Fysica AV Wetenschappelijk werk

Recommend Documents