Huisstijlsjablonen VVKSO - VVKSO - ICT

FYSICA
TWEEDE GRAAD ASO
WETENSCHAPPEN
WETENSCHAPPEN-TOPSPORT
LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS
LICAP – BRUSSEL D/2006/0279/056
(vervangt het leerplan D/2002/0279/004 met ingang van september 2006)
ISBN 978-90-6858-699-2
Vlaams Verbond van het Katholiek Secundair Onderwijs
Guimardstraat 1, 1040 Brussel
Inhoud
0
Woord vooraf ......................................................................................................... 3
1
Beginsituatie.......................................................................................................... 4
2
Algemene doelstellingen en gemeenschappelijke eindtermen ......................... 4
2.1
2.2
2.3
Algemene doelstellingen .................................................................................................................. 4
Gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen ............................................................... 5
Decretale specifieke eindtermen ..................................................................................................... 6
3
Algemene pedagogisch-didactische wenken ..................................................... 6
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
Taak van de leraar ............................................................................................................................. 6
Werkvormen ....................................................................................................................................... 7
De jaarplanning ................................................................................................................................. 7
Toepassingen en vraagstukken ....................................................................................................... 8
Contexten ........................................................................................................................................... 9
Informatie- en communicatietechnologie (ict) ............................................................................... 9
Veiligheid en milieuaspecten .........................................................................................................10
4
Leerplandoelstellingen, leerinhouden en pedagogisch-didactische
wenken ................................................................................................................. 11
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
Leerlingenpracticum .......................................................................................................................12
Optica ...............................................................................................................................................14
Algemene eigenschappen van de materie en het deeltjesmodel ...............................................18
Krachten ...........................................................................................................................................21
Leerlingenpracticum .......................................................................................................................23
Kracht en beweging ........................................................................................................................25
Arbeid - energie - vermogen ..........................................................................................................27
Druk ..................................................................................................................................................28
Gaswetten ........................................................................................................................................29
Warmte en energie ..........................................................................................................................30
Faseovergangen: smelten en stollen, verdampen en condenseren, sublimeren ....................31
Arbeid bij gassen (U) ......................................................................................................................33
5
Minimale materiële vereisten ............................................................................. 34
5.1
5.2
Inrichting van het lokaal .................................................................................................................34
Proevenmateriaal ............................................................................................................................34
6
Evaluatie .............................................................................................................. 36
7
Bibliografie .......................................................................................................... 37
8
Eindtermen .......................................................................................................... 38
8.1
8.2
8.3
Gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen .............................................................38
Vakgebonden eindtermen fysica ...................................................................................................40
Decretale specifieke eindtermen ...................................................................................................43
2
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
0
Woord vooraf
Omwille van bij decreet vastgelegde eindtermen liggen leerplandoelstellingen en leerinhouden in grote mate
vast.
Het leerplan dat voorligt integreert veel meer dan voorheen een aantal leerplandoelstellingen (bv.
“Meetresultaten op een correcte wijze noteren rekening houdend met de nauwkeurigheid van de metingen”,
“Meetresultaten grafisch voorstellen en ondanks meetfouten het verloop van de grafiek inschatten”). Ten
opzichte van vorige versie bevat het ook nog enkele verduidelijkingen en kleine aanpassingen, hoofdzakelijk
gebaseerd op ervaringen van leraren. De voorliggende eindtermen worden expliciet in de leerplandoelstellingen
vermeld en de integratie van ict staat duidelijk ingeschreven. Het volgen van dit nieuwe leerplan betekent dat
men in orde is met de eindtermen die door de Vlaamse Regering zijn goedgekeurd.
2de graad aso
AV Fysica
3
D/2006/0279/056
1
Beginsituatie
De leerlingen zijn 14 à 15 jaar en zitten volop in hun puberteit. Uit hun keuze van de studierichting volgt de
samenstelling van de leervakken en het daarbij behorend lessenpakket. De inhoudelijke keuzen van de
leerinhouden en de wijze waarop deze moeten aangebracht en door de leerlingen verwerkt worden zullen
grotendeels de kwaliteit van hun basisvorming bepalen.
Alle leerlingen volgen per week 5 uur wiskunde, 2 uur biologie, 2 uur chemie en 2 uur fysica tijdens het eerste en
het tweede leerjaar van de tweede graad.
Deze leerlingen beginnen hier met de expliciete studie van enkele onderzoeksgebieden binnen het vak fysica.
Vanzelfsprekend zal men rekening houden met de voorwetenschappelijke kennis die aanwezig is. De school is
immers niet de enige plaats waar kennis wordt verworven.
Alle leerlingen hebben in de eerste graad het vak technologische opvoeding gevolgd. Hierin hebben ze op een
praktische en technische wijze kennis gemaakt met vaardigheden die betrekking hebben op elektriciteit
(elektrische kringloop), mechanica (overbrengingen) en digitale techniek (beslissen met poorten) en met een
contextgebonden omschrijving van het begrip energie (technologie thuis).
Naast twee jaar biologie en aardrijkskunde hebben een aantal leerlingen in het tweede leerjaar van de eerste
graad ook wetenschappelijk werk gevolgd. Hierbij werden een aantal elementaire wetenschappelijke inzichten,
vaardigheden en attitudes verworven.
2
Algemene doelstellingen en gemeenschappelijke eindtermen
In rubriek 8.1 worden de gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen opgesomd en in rubriek 8.2 de
vakgebonden eindtermen voor fysica.
2.1
Algemene doelstellingen
Fysica is een netwerk van begrippen, regels, wetten, theorieën en modellen. De kennis van dit netwerk maakt
het mogelijk verschijnselen te ordenen, toe te lichten of te verklaren. Uitgangspunt van de basisvorming is dat
elke leerling deze kenniselementen op aangepast beheersingsniveau kan verwerven. Even belangrijk is het
aanleren van vaardigheden, inzichten en attituden om die kennis optimaal te kunnen gebruiken. Dit geheel aan
kennis, vaardigheden, inzichten en attituden moet de leerling aansporen om zijn persoonlijkheid verder
harmonisch te ontwikkelen en hem elementen aanreiken om adequaat allerlei vragen en problemen uit het
dagelijkse leven nu en in de toekomst op te lossen. In die zin zijn Natuurwetenschappen in het algemeen en
Fysica in het bijzonder ook buiten hun specifiek domein, cultuurscheppend en -bepalend. In onze tijd is hun
wisselwerking met technische, maatschappelijke, ethische en milieuproblemen zeker aanwezig. Voor zover dit
mogelijk en relevant is kunnen vragen omtrent het respect voor de mens en het milieu aansluiten op het
christelijk opvoedingsproject van de school. Ook vakoverschrijdende eindtermen kunnen in dezelfde zin
nagestreefd worden.
Onder de algemene doelstellingen voor de basisvorming kan men verstaan:
Het verwerven van fundamentele fysische feitenkennis en het ontwikkelen van een wetenschappelijke
grondhouding.
Daardoor zijn de leerlingen in staat om:
•
belangrijke fysische begrippen, wetten en principes in de specifieke vaktaal te omschrijven;
•
het ordenend, verklarend en voorspellend karakter van fysische modellen, structuren en theorieën te
doorzien;
4
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
•
bij een waarneming of de beschrijving van een natuurkundig verschijnsel te herkennen welke begrippen of
wetten bij het verschijnsel een rol spelen.
Het aanleren van cognitieve en vakspecifieke vaardigheden.
Daardoor moeten de leerlingen in staat zijn om:
•
eenvoudige strategieën te gebruiken voor het aanleren van nieuwe kennis zoals aantekeningen maken,
hoofd- van bijzaken te onderscheiden, te schematiseren, verbanden te leggen,…;
•
onderzoeksvragen te stellen en alleen of in groep een opdracht of experiment uit te voeren en er een
verslag over uit te brengen;
•
te reflecteren op eigen functioneren, zicht te krijgen en sturing te geven aan het eigen leerproces en het
eigen leerproces bewaken;
•
fysische informatie in verschillende gegevensbestanden op te zoeken, te verzamelen, te ordenen en te
verwerken eventueel met behulp van ict;
•
hun kennis en inzicht in de natuurwetenschappelijke methode te gebruiken om verzamelde gegevens te
ordenen volgens gemeenschappelijke kenmerken en door te analyseren onderlinge verbanden en mogelijke
veralgemeningen op te sporen;
•
wetenschappelijke modellen, principes en wetten verantwoord te interpreteren;
•
de natuurkundige feitenkennis te gebruiken om theoretische problemen en onderwerpen uit de actualiteit te
benaderen en denkvragen op te lossen.
Inzicht verwerven in de fysica als maatschappelijk verschijnsel.
Daardoor moeten leerlingen in staat zijn om:
•
inzicht te verwerven in de rol van de fysica voor de samenleving, in de waarden en de beperkingen ervan;
•
de wetenschappelijke en technologische problemen in een voldoende ruime maatschappelijke context te
plaatsen en de complexiteit van dergelijke problemen te erkennen.
2.2
Gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen
De gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen gelden voor het geheel van de wetenschappen en
worden op een voor de tweede graad aangepast beheersingsniveau aangeboden. Dit betekent dat niet elke
gemeenschappelijke eindterm (1 tot en met 21 en *22 tot *31: zie rubriek 8 van het leerplan) in elk vak aan
bod dient te komen. De gemeenschappelijke eindtermen worden gespreid over de verschillende
natuurwetenschappelijke vakken. Om dit te waarborgen binnen de school dienen heel concrete afspraken te
worden gemaakt tussen de leraren van de drie natuurwetenschappelijke disciplines.
2.2.1
Onderzoekend leren/leren onderzoeken
Het uitvoeren van demonstratie- en leerlingenproeven zijn wezenlijke onderdelen van de leerplannen fysica.
Door op experimentele wijze aan fysica te doen, demonstratie- en leerlingenproeven, worden alle
gemeenschappelijke eindtermen ‘onderzoekend leren/leren onderzoeken’ op een leerlingenactieve manier
gerealiseerd.
2de graad aso
AV Fysica
5
D/2006/0279/056
2.2.2
Wetenschap en samenleving
Naast de wetenschappelijke inhouden krijgt de invloed van de fysica op mens en maatschappij (de socioculturele pijler) en op technische toepassingen (de toegepaste pijler) aandacht. Daardoor laten we de leerlingen
zien welke plaats fysica in de leefwereld inneemt. Verschillende leerinhouden zoals model van de materie,
optica, krachten, druk, gaswetten en warmteleer laten toe verschillende accenten te leggen: meer fysisch, meer
maatschappelijk of meer toegepast.
Door contexten en concepten te integreren komen ze in aanmerking voor het realiseren van de volgende
gemeenschappelijke eindtermen.
Het beschrijven van het leven en het werk van belangrijke wetenschappers (Newton, Pascal, Watt, Boyle, …)
biedt de leerkracht de kans te wijzen op de historische context waarin bepaalde theorieën, hypothesen of
concepten werden ontwikkeld en op de verandering in het denken over theorieën, hypothesen en concepten
waartoe de wetenschapper bijdroeg.
2.2.3
Attitudes
Het werken in duo’s of groepjes bij het uitvoeren van leerlingenproeven of het maken van opdrachten, het actief
deelnemen aan een klassendiscussie of onderwijsleergesprek leveren een bijdrage tot het verwerven van sociale
vaardigheden zoals samenwerken, rekening houden met anderen, respecteren van standpunten van anderen.
Daarnaast leren leerlingen: veilig en milieubewust omgaan met materialen en apparatuur, hun kennis correct
verwoorden, feiten van meningen of vermoedens onderscheiden, eigen werk of werk van anderen kritisch maar
objectief beoordelen. Door het toepassen van de bovenstaande werkvormen tijdens de lessen streven de
leerlingen doorlopend alle eindtermen na (*22 tot *31).
2.3
Decretale specifieke eindtermen
Volgens afspraken in de Coördinatiecommissie Natuurwetenschappen moeten een aantal decretale specifieke
eindtermen (SET) door fysica nagestreefd worden. De tabel 8.3 geeft hiervan een overzicht. Zij worden bij de
leerplandoelstellingen vermeld als bijvoorbeeld (SET12).
3
Algemene pedagogisch-didactische wenken
In aansluiting op de visie van ‘fysica als leervak’ en door de na te streven algemene en vakspecifieke eindtermen
voor de ‘basisvorming’ door middel van de fysicaleerstof gebeurt er een verschuiving van onderwijzen van fysica
naar het meer zelfstandig en actief leren ‘leren’. Deze verschuiving heeft natuurlijk gevolgen voor de
onderwijspraktijk.
3.1
Taak van de leraar
Leren is de taak van de leerling, de leraar moet er voor zorgen dat dit in optimale omstandigheden gebeurt, dit is
zijn verantwoordelijkheid.
In het traditionele onderwijs stond de leraar centraal, hij was diegene die onderwees.
In een leerlingactief onderwijs is dit een onmogelijke taak, de leraar speelt hier een andere rol. De leraar wordt
procesbegeleider binnen een leeromgeving waarvan hij zelf deel uitmaakt. Hij schept een sfeer, een klimaat
waarin leerlingen graag en goed werken. De onderwijspraktijk wordt gekenmerkt door een goed evenwicht
tussen enerzijds het actief deelnemen aan een onderwijsleergesprek of het zelfstandig werken van leerlingen
6
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
aan leertaken en het geven van de nodige informatie en instructie door de leraar. De leraar is diegene die voor
die werkvormen motiveert en die de motivatie op peil houdt maar er tegelijk over waakt dat sommige leerlingen
niet afhaken. Via allerlei nascholingen kan een leraar zijn kennis over de mogelijkheden en evoluties ter zake
actualiseren.
Ook binnen het fysicaonderwijs kan dit gerealiseerd worden o.a. bij het uitvoeren van demonstratieproeven en
leerlingenproeven, het voeren van een actief onderwijsleergesprek en het planmatig leren oplossen van
vraagstukken. Een demonstratieproef moet verlopen, langs een reeks vragen, waarop de leerling het antwoord
moet vinden door waarnemen en nadenken. Het is een aangewezen middel om leerlingen in denksituaties te
plaatsen met behulp van concreet materiaal. Demonstratieproeven krijgen een meerwaarde in zover ze gepaard
gaan met het stellen van een reeks vragen.
Het is vanzelfsprekend dat er een verticale samenwerking is met de collega’s fysica. Er worden horizontale
afspraken gemaakt over vaardigheden en leerinhouden die op het snijvlak liggen van twee vakken: met de
collega’s wiskunde (het tekenen van grafieken, vaardigheden in verband met rekentechnieken, ...), met de
collega's chemie (beschrijving en toepassen van het deeltjesmodel), met de collega's biologie (beschrijving van
het oog), met de collega's technologische opvoeding (begrip energie).
3.2
Werkvormen
We pleiten voor een gevarieerde aanbieding van de leerstof zodat we op voorhand geen enkele werkvorm
uitsluiten. Er zijn randvoorwaarden zoals de beschikbare lestijd, het vaklokaal, het didactisch materiaal en de
hulpmiddelen die mede de gebruikte werkvorm bepalen. Maar leerlingen moeten in de les toch meer doen dan
luisteren en noteren. We geven er de voorkeur aan voor die werkvormen te kiezen die het ‘effectief’ leren in de
les bevorderen zoals de directe instructie, het samenwerkend leren, het gesloten of open onderwijsleergesprek,
eventueel leerlingenproeven... Een open onderwijsleergesprek is een goed voorbeeld van een interactieve
lessituatie onder leiding van de leraar. Door een grotere activiteit van leerlingen is de kans op betrokkenheid
groter en worden de denkprocessen gestimuleerd. Bovendien wordt het denkproces ‘zichtbaar’ gemaakt omdat
de leerling zijn denken moet verwoorden. Foute redeneringen, valse voorstellingen, verkeerd woordgebruik
kunnen meteen gecorrigeerd en eventueel door een medeleerling aangevuld worden. Daarmee wordt het leren
effectiever en kan het ontwikkelen van het denken plaatsvinden. De leerlingen zelf enkele eenvoudige proeven
laten uitvoeren verhoogt op verschillende vlakken (ondersteuning theorie, leren gebruiken van materiaal,
motiveren van leerlingen, betekenis laten zien van “experimentele” wetenschap, ...) de betrokkenheid van de
leerlingen en hun effectief leren.
3.3
De jaarplanning
De basisfilosofie bij dit leerplan is een graduele opbouw van de fysica. De leerstof wordt aangepast aan het
denkniveau van de leerlingen. Aanvankelijk wordt fysica vooral kwalitatief (optica, deeltjesmodel), beschrijvend
benaderd om langzaam over te gaan naar een meer formele fysica. De behandeling van de eenparige beweging
en van de gassen biedt mogelijkheden betreffende het maken en interpreteren van grafieken. Voor de
behandeling van de gaswetten voert het experimentele de hoofdtoon en sluit de leerstof op een natuurlijke
manier aan bij het structuurmodel van het eerste leerjaar. Vanzelfsprekend blijft een eenvoudige mechanica
noodzakelijk maar ze blijft beperkt tot de basisbegrippen kracht, snelheid, arbeid, vermogen, energie en behoud
van energie.
Het afwerken van het leerplan is een dwingende plicht. De als uitbreiding (U) aangeduide leerstofpunten zijn te
beschouwen als niet verplicht. De leraar oordeelt, rekening houdend met allerlei factoren, in welke mate hij nog
de uitbreidingsleerstof (naar eigen keuze) kan behandelen.
2de graad aso
AV Fysica
7
D/2006/0279/056
Volgende tijdschema’s zijn richtlijnen om leraren te helpen bij het opstellen van hun jaarplan.
Eerste leerjaar
1
2
3
Aantal uren
Optica
22

Rechtlijnige voortplanting

Weerkaatsing bij vlakke spiegels

Breking van licht

Lenzen

Optische toestellen
Algemene eigenschappen van de materie en het deeltjesmodel

Algemene eigenschappen

Fenomenologische benadering van het deeltjes

Opstellen en toetsing van het deeltjesmodel
18
Kracht als oorzaak van vervorming
10
Totaal
Tweede leerjaar
50
Aantal uren
4
Kracht en beweging
4
5
Arbeid, energie en vermogen
6
6
Druk
8
7
De gaswetten
10
8
Warmte en energie
10
9
Faseovergangen
12
10
(U) Arbeid bij gassen
Totaal
3.4
50
Toepassingen en vraagstukken
Het nadenken over concepten van de fysica kan via allerlei kleine aanvullende proeven, toepassingen, artikels
uit tijdschriften, elektronisch materiaal en dergelijke, ook gestimuleerd worden en hoeft zich niet te beperken tot
het maken van standaardopgaven. Bij een numeriek standaardprobleem kan het volstaan met: gegevens
opschrijven, vraag formuleren en de oplossing zoeken. Niet alle problemen zijn echter zo eenvoudig. Voor
sommige opdrachten heb je meer gereedschap nodig om te komen tot de oplossing nl. probleemoplossende
vaardigheden.
8
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
Voor het oplossen van deze vraagstukken moet een systematische probleemaanpak worden aangeleerd en
ingeoefend. De leerlingen worden op deze problemen voorbereid door ze uit te laten gaan van bekende situaties
en ze alle concrete kennis aan te bieden om het probleem te herkennen (voorbereiding). De oplossingen en de
nieuwe denkpatronen worden door de leerkracht niet aangeboden maar moeten door de leerling zelf
geconstrueerd worden (aanpak en uitwerking). Dit garandeert dat leerlingen zich deze denkpatronen echt eigen
maken en later in nieuwe situaties kunnen toepassen. Het is nuttig eventueel in klasverband te reflecteren over
gevolgde oplossingsstrategieën.
Belangrijk hierbij is dat leerlingen kunnen uitleggen (verwoorden) hoe ze te werk zijn gegaan bij het oplossen en
welk denkpatroon ze gehanteerd hebben: reflecteren en het ontwikkelen van metacognitie. Daarna wordt ze
bijgebracht de oplossing aan een controle te onderwerpen (schatten van het resultaat, aantal beduidende cijfers,
eenheid).
Het maken van opdrachten kan alleen, in duo’s of in groepsverband.
Bij het oplossen van vraagstukken zal het SI-eenhedenstelsel gebruikt worden. Er zijn uiteraard ook niet SIeenheden die eveneens toegelaten zijn zoals mbar, °C, ...
Voor het correct gebruik van de namen van grootheden en de symbolen ervan, evenals hun eenheden, verwijzen
we naar BIN-normen die hieromtrent worden uitgevaardigd. Men kan zich hiervoor wenden tot: BIN,
Brabançonnelaan 31, 1040 Brussel.
Het inoefenen van rekenvaardigheden in verband met het metriekstelsel staat niet op het programma vermeld.
Er wordt verondersteld dat dit tot de parate kennis van de leerlingen behoort. Leraren die vaststellen dat dit niet
zo is zullen buiten de lestijden remediërend moeten werken, eventueel in overleg met collega’s van andere
vakken.
Met het algemeen in gebruik nemen van rekentoestellen voor het verwerken van meetresultaten of bij het
oplossen van vraagstukken is het nodig om aandacht te schenken aan het aantal cijfers in het resultaat.
Leerlingen moeten met een elementair besef van nauwkeurigheid de resultaten van berekeningen kunnen
weergeven. Het toepassen van foutentheorie voor leerlingen in het secundair onderwijs is te omslachtig en te
moeilijk. Het werken met beduidende cijfers biedt hiervoor een eenvoudige en elegante oplossing. Het toepassen
van de benaderingsregels gebeurt consequent bij alle berekeningen, maar mag de aandacht van de inhoud van
het probleem niet afleiden.
3.5
Contexten
In de lessen fysica bestudeert men de natuurverschijnselen en processen meestal in een laboratoriumsituatie.
Kortom aan fysica doen is situaties uit de natuur bevragen en beschrijven door regels, die we fysische wetten
noemen. Een formule is een wiskundige, zeer bondige vertaling van een fysisch proces. Deze fysische wetten
hebben voor de leerlingen meestal geen betekenis zonder natuurlijke situaties als contexten. Als we deze wetten
aanleren zonder ze nadrukkelijk te betrekken op de werkelijkheid bestaat het gevaar dat de leerlingen fysica als
een abstracte wetenschap ervaren. Daarnaast kunnen contexten meehelpen om de betekenis van de
aangeleerde begrippen te vergroten in het dagelijkse leven. Ze kunnen ook de kenmerkende eigenschappen van
een begrip op een concrete wijze voorstellen. Het kenmerk van een goede context is dus dat hij functioneel is en
aansluit bij de leefwereld van de leerlingen. Eventueel kan hij de historische ontwikkeling van een bepaald
fysicadomein en de bijbehorende maatschappelijke gevolgen beschrijven.
Om een context succesvol in de klas te gebruiken moet hij aansluiten op het niveau van de leerlingen, de
fysische begrippen moeten voor de leerlingen herkenbaar aanwezig zijn en de opbouw van de les moet zodanig
zijn dat de leerlingen actief aan de les kunnen deelnemen en hun leerervaringen kunnen uitwisselen.
Probleemoplossend werken kan dus ook kwalitatief gebeuren door het stellen van denkvragen bij een relevante
context.
3.6
Informatie- en communicatietechnologie (ict)
De computer en de nieuwe media (Internet, cd-rom, dvd, ...) zijn niet meer weg te denken uit ons dagelijks leven.
Ze bieden ruime didactische mogelijkheden en in bepaalde gevallen een grote meerwaarde voor het
2de graad aso
AV Fysica
9
D/2006/0279/056
fysicaonderwijs. Voorbeelden zijn het verwerven en bewerken van numerieke gegevens, het direct beschikbaar
zijn van grafieken, het vlug kunnen veranderen van parameters, het analyseren van videobeelden, het gebruik
van animaties, (interactieve) simulaties en interactieve verwerking van de leerstof. Er zijn heel wat educatieve
computerprogramma’s beschikbaar. Verder laat een computer met interfacekaart, meetpaneel en sensoren in de
fysicaklas toe metingen uit te voeren met een quasi onmiddellijke (grafische) analyse.
Bij het opstellen en het uitvoeren van een demonstratieproef moet de aandacht vooral uitgaan naar de fysische
aspecten van de proef en niet naar de registratie en de verwerking. Zo kan men door het sturen van de meting
de invloed van de verschillende factoren op de meetresultaten op korte tijd onderzoeken. Het werken met
computermodellen en de resultaten vergelijken met resultaten uit experimenten brengt een verbinding tot stand
tussen het fysische fenomeen en hoe men denkt het te kunnen omschrijven. Pakketten die dit toelaten of andere
interactieve programma’s, creëren een nieuw type leeromgeving. Er kunnen veel meer open vragen worden
gesteld, waar de leerling de computer kan inschakelen om het antwoord te vinden. Interactieve leeromgevingen
maken het ook mogelijk om thuis via het internet de leerstof in te oefenen en te verwerken. Bij onderzoekend
leren zijn contextrijke leersituaties belangrijk. Media zoals video, cd-rom, dvd of het internet kunnen in dit
verband realistische beelden van fysische verschijnselen in de klas brengen.
Hoewel videobeelden nooit de werkelijkheid kunnen vervangen, kunnen enkele minuten van een goed
videoprogramma soms beter inzicht bijbrengen dan uren frontaal lesgeven, zonder te spreken van de erbij
horende tijdwinst. Er bestaan programma’s die het mogelijk maken videobeelden te gebruiken voor het opmeten
van het verschijnsel of proces dat getoond wordt.
Ieder ict-middel bezit zijn sterke en minder sterke punten. Het gebruik van het gepaste audiovisueel middel om
een verschijnsel te tonen of een bepaald resultaat te bereiken vereist van de leraar een goede kennis, planning,
voorbereiding en vaardigheden.
Fysica als discipline gebruikt de computer in zowat elke fase van een leerproces. Het vormt een bijna onmisbare
assistent voor elke leerkracht én leerling. Een beperkt aantal computers per lokaal volstaat om deze integratie te
ondersteunen. Meer en meer maakt men gebruik van de dataprojector om de beelden van presentaties of
meetresultaten te tonen op groot scherm.
Het gebruik van de computer door leerlingen ter ondersteuning van hun leerproces gebeurt nu nog te dikwijls in
het informaticalokaal. Dit is (voorlopig) een goede oplossing voor een gemotiveerde leerkracht maar het
veranderen van lokaal vormt een drempel voor een harmonieuze implementatie van het computergebruik in de
les fysica.
3.7
Veiligheid en milieuaspecten
We leven in een maatschappij die steeds meer de invloed ondergaat van de technologie of de producten die
technologie voortbrengt. Deze producten en apparaten houden gevaren in zodat veiligheidsaspecten belangrijk
zijn. Aandacht voor veiligheid zou moeten behoren tot de courante burgerzin van elk lid van onze maatschappij.
Voor de exacte wetenschappen is er dus een taak weggelegd op dit domein want fysica, chemie en biologie
leveren de basiskennis in dit verband.
Het fysische begrippenkader is aanwezig om de leerlingen verantwoorde informatie i.v.m. veiligheid in de
domeinen mechanica, druk, gassen en warmte te geven.
Binnen de fysica hanteert men ook allerlei chemische stoffen. Telkens wanneer dit gebeurt wijst men de
leerlingen zo nodig op allerlei veiligheidsaspecten in verband met het veilig omgaan met stoffen (R- en S-zinnen,
een goede etikettering). Het opbergen van de scheikundige producten gebeurt in daartoe aangepaste en af te
sluiten kasten.
De lessen Natuurwetenschappen in het algemeen en fysica in het bijzonder gaan best door in een vaklokaal of in
een wetenschapslokaal. Binnen het kader van de veiligheid speelt de goede inrichting van het vaklokaal een
cruciale rol. Vooral de elektrische installatie en een eventuele gasinstallatie vragen bijzondere aandacht. De
10
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
elektrische installatie wordt zeker beveiligd met een automatische verliesstroomschakelaar eventueel met
noodstop. Veiligheid vereist orde en netheid binnen het vaklokaal.
De leerlingenproeven die worden uitgevoerd moeten vallen binnen het kader van de aan te leren specifieke
vaardigheden die hoger werden vermeld. De risico’s (bv. werken met kwik) die proeven met zich mee kunnen
brengen, moeten door de leerkracht worden afgewogen tegen de aanwezige voorzieningen, de geoefendheid
van de leerlingen en de didactische waarde van de proef. Leerlingen moeten op de hoogte zijn van de
gevarenrisico’s van materialen en apparatuur waarmee ze werken, en zo nodig uitleg krijgen over de wijze
waarop men veilig kan werken, de aanwezige beschermings- en veiligheidsvoorzieningen en vluchtwegen in
geval van brand.
Om de risico’s te verkleinen mogen leerlingen zich nooit zonder toezicht in een vaklokaal bevinden. Het
preparatielokaal is verboden terrein voor de leerlingen. Het zelfstandig uitvoeren van proeven mag uitsluitend
onder toezicht gebeuren.
Als leraar moeten we de leerlingen regelmatig wijzen op milieuaspecten waardoor een milieubewust gedrag
wordt bevorderd. Indien een demonstratieproef zich daartoe leent, mag niet worden nagelaten de milieuaspecten
aan de orde te stellen. Voorbeelden hiervan zijn: geen overdadig gebruik van chemische stoffen of materialen,
zuinig gebruik van energie, beperking van het lawaai, verantwoorde afvalverzameling (chemicaliën, batterijen,
papier, eventueel glas,...) enz...
4
Leerplandoelstellingen, leerinhouden en pedagogischdidactische wenken1
In de tweede graad behoren wetenschappen onder één of andere benaming zoals fysica tot de basisvorming van
het aso. De overheid legt de scholen eindtermen op voor de vakken van de basisvorming. Deze eindtermen
opgenomen onder rubriek 8, bestaan uit twee delen nl.: “Gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen”
en “Eindtermen fysica”. De gemeenschappelijke eindtermen zijn dezelfde voor biologie, chemie, fysica en
natuurwetenschappen en worden daarom in onderlinge afspraak verdeeld over de drie vakken. Ze moeten
samen met de eindtermen fysica voor de tweede graad door de meerderheid van de leerlingen worden
gerealiseerd op het einde van de tweede graad. De algemene en de fysica eindtermen zijn daarom in de
algemene doelstellingen en vaardigheden en in de leerplandoelstellingen van het leerplan opgenomen. Er wordt
naar verwezen met de nummers achter de doelstelling bv. (1) voor een gemeenschappelijke eindterm en bv. (F1)
voor een vakspecifieke eindterm. De leerplancommissie heeft naast de eindtermen nog andere
leerplandoelstellingen geformuleerd, die eveneens moeten worden bereikt door de meerderheid van de
leerlingen. De attitudinale eindtermen aangegeven met bv. (*22) moeten door alle leerlingen worden
nagestreefd. Ze worden op dezelfde wijze gemerkt bij de doelstellingen in het leerplan. Verder worden de
decretale specifieke eindtermen aangeduid met bv. (SET12)
1
Eindtermen
notatie
gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen
(4)
attituden
(*27)
vakgebonden eindtermen voor fysica
(F5)
decretale specifieke eindtermen
(SET2)
Zie ook 8 Eindtermen
2de graad aso
AV Fysica
11
D/2006/0279/056
EERSTE LEERJAAR
4.1
Leerlingenpracticum
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
1
De leerlingen kunnen onder begeleiding een
onderzoeksvraag
bij
een
eenvoudig
natuurwetenschappelijk probleem formuleren en
suggereren hoe het probleem kan worden
onderzocht. (6, F5, F6, F7, *22, *23, *24, * 25, *26,
*27, *28, *29, *29, *30, *31, SET32, SET33,
SET34, SET36)
Minimum vier experimenten of onderzoeksopdrachten
(gesloten en/of open) uitvoeren naar keuze.
Mogelijke tewerkstelling bij onderzoeksinstellingen,
universiteiten en bedrijven bespreken.
2
De leerlingen kunnen individueel of in groep
experimenten of onderzoeksopdrachten uitvoeren
aan de hand van een gesloten instructie. (12,
SET32, SET35)
3
De leerlingen kunnen onder begeleiding de
gepaste hulpmiddelen en informatietechnologie
gebruiken om gegevens te verzamelen, relaties te
onderzoeken en resultaten voor te stellen. (11, *31,
SET35)
4
De leerlingen kunnen onder begeleiding reflecteren
over de bekomen onderzoeksresultaten en over de
aangewende methode. (6, F5, F6, *22, *23, *24, *
25, *26, *27, *28, *29, *30, *31, SET36)
5
De leerlingen kunnen onder begeleiding
verschillende
fasen
van
de
gebruikte
natuurwetenschappelijke onderzoeksmethoden in
een zelf uitgevoerd experiment herkennen. (*29,
SET36)
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Onder leerlingenproeven verstaat men een activiteit waarbij leerlingen alleen of in kleine groepjes (2 à 3) onder
begeleiding proeven (zowel kwalitatief als kwantitatief) uitvoeren in verband met één of ander fysisch
verschijnsel dat behoort tot het leerpakket. Naast het uitvoeren van de vier aangegeven proeven in de
leerinhouden kan de leerkracht naar eigen vrijheid en mogelijkheid nog bijkomende proeven laten uitvoeren.
Het laten uitvoeren van leerlingenproeven heeft als doel het nastreven van een aantal reeds vernoemde
specifieke vaardigheden (leren waarnemen, instrumenten gebruiken, leren meten, ...).
Daarnaast speelt het practicum een rol in de noodzakelijke afwisseling van de onderwijssituatie en verhoogt het
de betrokkenheid van de leerling bij het leren door hem een stuk eigen verantwoordelijkheid te geven (motiveren,
belangstelling wekken, …).
Deze doelen betekenen in de praktijk dat de leerlingenproeven in de tweede graad op harmonieuze wijze
ingepast moeten zijn in het aanbrengen van de leerstof. In het eerste leerjaar biedt het bestaande
leerlingenmateriaal in verband met massadichtheid, deeltjestheorie en optica voldoende mogelijkheden om deze
leerstof op een leerling-actieve manier aan te brengen. Ook in het tweede leerjaar krijgt men daartoe voldoende
kansen onder andere door het onderzoeken van de wetmatigheden bij de eenparige beweging, het verifiëren van
gaswetten of het bepalen van de specifieke warmtecapaciteit. De experimentele werkvorm heeft hier eveneens
een gunstige invloed op de begripsvorming.
12
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
De proeven worden uitgevoerd onder toezicht van de leerkracht volgens drie fasen: oriëntatie, uitvoering en
reflectie. Bij het practicum voor de tweede graad werkt men hoofdzakelijk met gesloten opdrachten. Deze bevat
precieze instructies waarin we doe-, denk- en schrijfopdrachten onderscheiden, onder andere tekenen van
grafieken, besluiten formuleren… De antwoorden op de denkvragen moeten meer inhouden dan het invullen van
een woord op het verslagblad. Dit laatste om te receptachtige werkbladen te vermijden. Het leerlingenpracticum
wordt tijdens de bovengenoemde fasen klassikaal begeleid. De begeleiding is bij de aanvang het best beperkt tot
het formuleren van de doelstellingen van de proef en de praktische problemen die leerlingen doen vastlopen.
Verder zal er veel aandacht worden gegeven aan algemene experimenteervaardigheden tijdens de uitvoering,
de taakverdeling binnen de groep en het goed noteren van resultaten. Wanneer de omstandigheden gunstig zijn
kan men meer open opdrachten overwegen, gebruik makend van een positieve interesse, een vorm van
creativiteit bij de leerlingen en vooral hun nieuwsgierigheid. In dit geval is de voorbereiding, het nadenken over
het doel van de proef nog essentiëler.
Het is altijd een absolute noodzaak om een practicum klassikaal af te ronden(reflectie). Alle leerlingen krijgen
dan de kans de essentie van het practicum te pakken te krijgen. Een onderwijsleergesprek waarin de leerkracht
of de leerlingen onderling vragen stellen is een goede werkvorm (reflecteren op het resultaat en de gevolgde
werkwijze).
Van het practicum zal steeds een verslag gemaakt worden (hierbij zoveel mogelijk gebruik maken van
informaticatechnologie), meestal onder de vorm van het invullen van instructiebladen. In een goed verslag
beschrijf je puntsgewijs hoe de proef is verlopen. Het verslag bevat dan meestal volgende punten:
•
de formulering van de doelstellingen van de proef of de reden (onderzoeksvraag) van het onderzoek;
•
materiaal en meetopstelling;
•
werkwijze of werkplan;
•
meetresultaten of onderzoekresultaten;
•
verwerking van de meetresultaten met aandacht voor de beduidende cijfers;
•
grafiek(en);
•
besluiten (verwoording, formule, wet);
•
kritische opmerkingen ten aanzien van de kwaliteit van de proef (eigen handelen en methodiek, gemaakte
fouten), gekoppeld aan suggesties en andere opmerkingen.
De leerlingenproeven die worden uitgevoerd moeten vallen binnen het kader van de aan te leren specifieke
vaardigheden die hoger werden vermeld. De risico’s die proeven met zich mee kunnen brengen, moeten door de
leerkracht worden afgewogen tegen de aanwezige voorzieningen, de geoefendheid van de leerlingen en de
didactische waarde van de proef. Leerlingen moeten op de hoogte zijn van de gevarenrisico’s van materialen en
apparatuur waarmee ze werken, en zo nodig uitleg krijgen over de wijze waarop men veilig kan werken, de
aanwezige beschermings- en veiligheidsvoorzieningen en vluchtwegen in geval van brand.
Een groep van 20 leerlingen is bij het uitvoeren van leerlingenproeven met het oog op wat didactisch
verantwoord is en wat veiligheid betreft aanvaardbaar. Een groep van 24 leerlingen is het maximum.
Het is ook aangewezen om binnen het kader van de veiligheid een practicumreglement op te stellen met als doel
een handzaam en doelmatig overzicht te geven van afspraken en aandachtspunten die van belang zijn om de
leerlingenpractica ordelijk te laten verlopen en de gevarenrisico’s tijdens het uitvoeren van leerlingenproeven te
voorkomen of te vermijden. Vanzelfsprekend moeten de vaklokalen die als practicumruimten voor leerlingen
worden voorzien aan bepaalde inrichting- en veiligheidseisen voldoen (zie brochure ‘Didactische infrastructuur
voor onderwijs in de natuurwetenschappen’ VVKSO mei 1993).
De opleiding van de fysicus kan worden toegelicht: als ontwerper van onderzoeksmethoden, als onderzoeker, als
analyticus, als persoon die als eerste eventuele toepassingen kan suggereren en er eventueel toe kan bijdragen
(enkele voorbeelden die aansluiten bij de leerinhouden omtrent glasvezel als transportmiddel voor communicatie,
maar ook als lichtbuis bij kijkoperaties, nieuwe soorten lichtproductie (LED’s), en de mogelijke toepassingen,
uitbreiding naar LED-lasers en het gebruik ervan bijvoorbeeld in cd-apparatuur en dvd-lezers). Uiteraard kunnen
meer en andere voorbeelden gaandeweg ter sprake komen. Dit leidt eventueel tot tewerkstelling bij
2de graad aso
AV Fysica
13
D/2006/0279/056
onderzoeksinstellingen, universiteiten en bedrijven. VITO, fundamenteel toegepast onderzoek aan universiteit of
hogeschool, chemische bedrijven, …
4.2
Optica
Het gedeelte optica biedt heel wat experimentele mogelijkheden en de benodigdheden (leerlingenmateriaal)
zijn meestal aanwezig. Leerlingen hebben er belangstelling voor. In allerlei toepassingen uit de leefwereld
maakt men gebruik van licht en beeldvorming. Het accent ligt op breking en lenzen.
4.2.1
Voortplanting van het licht
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
6
De begrippen lichtbron en donker lichaam
omschrijven. (10)
Inleidende begrippen in verband met lichtbronnen en
lichtstralen
7
Het onderscheid maken tussen ondoorschijnende,
doorschijnende en doorzichtige voorwerpen. (11)
8
De drie soorten lichtbundels herkennen, benoemen
en tekenen. (1)
9
Aantonen en illustreren dat licht zich in een
homogeen midden rechtlijnig voortplant. (6, 9)
Rechtlijnige voortplanting van het licht in een
homogeen midden
10 De schaduwvorming verklaren als gevolg van de
rechtlijnige voortplanting van het licht in een
homogeen midden. (5, 9, 13, SET26, SET27,
SET28)
Toepassing: schaduwvorming zoals maanfasen,
zons-, (aards-) en maansverduistering
11 Het onderscheid aangeven tussen de begrippen
‘grootheid' en ‘eenheid’. De SI-eenheden samen
met de meest gebruikte veelvouden en delen van
de aangebrachte grootheden aangeven, omzetten
en gebruiken en de meetapparatuur gebruiken om
lengte te meten. (13, F1, F4, F5)
Grootheden, eenheden, meettoestellen voor lengte.
Metingen in verband met lengte
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Tijdens het uitvoeren van demonstratieproeven zal men de aandacht vestigen op het zorgvuldig en het
nauwkeurig uitvoeren van metingen. De nauwkeurigheid bij het meten is een belangrijk conceptueel begrip dat
voortdurend beklemtoond moet worden. Voor een rechtstreekse meting wordt de nauwkeurigheid van het
resultaat bepaald door de nauwkeurigheid van het gebruikte meettoestel (schaalverdeling en werking). De
meetmethode zelf heeft ook invloed op het meetresultaat. Het is niet de bedoeling in verband met
nauwkeurigheid foutentheorie te behandelen.
Leerlingen moeten ervaren dat ze een voorwerp zien wanneer er licht van dat voorwerp in hun oog komt. Het
voorwerp zal daarvoor zelf licht moeten geven of het zal het licht van een lichtbron weerkaatsen. Leerlingen
moeten daarvoor weten dat licht zich vanuit een lichtbron rechtlijnig in stralenbundels door de ruimte uitbreidt. De
rechtlijnige voortplanting van het licht in een homogeen midden geeft de mogelijkheid de basisbegrippen die
hierbij een rol spelen te behandelen: lichtbron, donkere lichamen, lichtbundel, lichtstraal, schaduwvorming.
Men zal bij het gebruik van een laserbron de nodige veiligheidsmaatregelen strikt opvolgen.
14
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
4.2.2
Terugkaatsing bij vlakke spiegels
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
12 Leerlingen kunnen de wetten van terugkaatsing
van een lichtstraal door een vlakke spiegel
experimenteel afleiden. (10, 11, 12)
Vlakke spiegels.
13 Aantonen en illustreren hoe bij vlakke spiegels de
stralengang (constructies) toelaat om de
beeldvorming te voorspellen. (3, 4, 10, *22, *23)
Beeldvorming bij vlakke spiegels
Reële en virtuele voorwerpspunten en beeldpunten
14 Het onderscheid aangeven tussen de begrippen
‘grootheid' en ‘eenheid’. De SI-eenheden samen
met de meest gebruikte veelvouden en delen van
de aangebrachte grootheden aangeven, omzetten
en gebruiken en de meetapparatuur gebruiken om
lengte te meten. (13, F1, F4, F5)
Grootheden, eenheden, meettoestellen voor lengte
en hoeken.
15 In concrete of leefwereldsituaties het gezichtsveld
van een vlakke spiegel bepalen. (*22, *28, *29)
Gezichtsveld bij bijvoorbeeld een autospiegel
16 (U) Sferische spiegels onderscheiden in holle en
bolle en het verschil in beeldvorming van een reëel
voorwerp tussen beide omschrijven.
(U) Sferische spiegels
Metingen in verband met lengte en hoeken.
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
De leerlingen kunnen door het uitvoeren van een proef met een vlakke spiegel zelf de terugkaatsingswetten
terugvinden. Het bespreken van de beeldvorming bij een vlakke spiegel wordt eveneens gebruikt om de
begrippen reëel en virtueel voorwerp en beeld toe te lichten. Bij de beeldvorming zal men ook speciaal de
aandacht vestigen op het feit dat alle stralen van een voorwerpspunt via terugkaatsing door het beeldpunt gaan.
Sommige leerlingen denken dat alleen spiegels licht weerkaatsen, andere voorwerpen doen dat ook.
Verstrooiing van het licht of diffuse terugkaatsing kan gedemonstreerd worden met proeven waarbij rook of
krijtstof in een lichtbundel wordt geblazen.
4.2.3
Breking van licht
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
17 De begrippen grensvlak, invallende straal,
invalspunt, normaal, invalshoek, gebroken straal,
brekingshoek omschrijven.
Inleidende begrippen in verband met breking van licht
tussen twee homogene middens
18 Door het uitvoeren van een proef de wetten van de
breking van lichtstralen tussen twee homogene
middens terugvinden.
Wet van Snellius
19 Het onderscheid aangeven tussen de begrippen
‘grootheid' en ‘eenheid’. De SI-eenheden samen
met de meest gebruikte veelvouden en delen van
de aangebrachte grootheden aangeven, omzetten
en gebruiken en de meetapparatuur gebruiken om
lengte te meten. (13, F1, F4, F5)
Grootheden, eenheden, meettoestellen voor lengte en
hoeken.
2de graad aso
AV Fysica
Omkeerbaarheidsprincipe
Metingen in verband met lengte en hoeken.
15
D/2006/0279/056
20 Het begrip grenshoek omschrijven en het
verschijnsel van totale terugkaatsing toelichten en
met voorbeelden illustreren.
Grenshoek, totale terugkaatsing
Voorbeelden van totale terugkaatsing
21 Beschrijven welke optische verschijnselen
optreden wanneer licht door een planparallelle
plaat of door een prisma gaat.
Toepassingen van breking:
planparallelle plaat
prisma (kleurschifting)
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Bij de breking is het wel de bedoeling gebruik te maken van het sinusbegrip. Het zal dus nodig zijn de sinus van
een hoek op een eenvoudige meetkundige wijze zelf aan te brengen. Bij de wet van Snellius wordt de
brekingsindex aangebracht als de verhouding van twee sinussen. De brekingsindex van een bepaald medium is
gedefinieerd als de verhouding van de lichtsnelheid in vacuüm tot de lichtsnelheid in dit medium.
We merken op dat de op deze wijze gedefinieerde term afkomstig is uit de theorie over golven. Vermits licht een
golfverschijnsel is, wordt de term “brekingsindex” ook daar gebruikt. Hij heeft in de geometrische optica een
betekenis gekregen die soms los gezien wordt van de voortplantingssnelheden. In de geometrische optica is het
soms ook gebruikelijk niet alleen de term “brekingsindex” te gebruiken maar ook de term “relatieve
brekingsindex” en zelfs de term “gewone brekingsindex”.
Met de term “brekingsindex” zonder meer bedoelt men dan wel de “absolute brekingsindex”. Om die termen uit
elkaar te houden geeft men dan best het verband aan met de voortplantingssnelheden. Het is niet noodzakelijk
alle geciteerde benamingen van brekingsindex te behandelen. De leraar zal de weg kiezen die hem of haar het
best schikt.
Bij de planparallelle plaat is het niet de bedoeling een formule op te stellen voor de berekening van de
evenwijdige verschuiving.
4.2.4
Lenzen
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
22 De verschillende soorten lenzen herkennen. Bolle
lenzen: het brandpunt kunnen omschrijven.
Soorten lenzen
De bolle lens: brandpunt
23 Beschrijven op welke wijze beeldvorming plaats
vindt bij een bolle lens.
Bolle lens: voorwerps-, beeldafstand
Eigenschappen van het beeld
Karakteristieke stralen
Parameterformule, formule voor lineaire vergroting
24 Voor reële voorwerpspunten bij een bolle lens het
beeld construeren door gebruik te maken van
karakteristieke stralen.
Beeldconstructies bij een bolle lens
25 Berekeningen maken met behulp van de
lenzenformule
over
voorwerps-,
beeld-,
brandpuntsafstand en vergroting bij een bolle lens.
Opdrachten
26 (U) De divergerende werking van een holle lens
uitleggen.
(U) Holle lenzen
16
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Bij bolle lenzen wordt met de parameterformule de klassieke lenzenformule bedoeld.
1 1 1
 
v b f
Bij de beeldconstructies maakt men gebruik van de zogenaamde karakteristieke stralen. Dit heeft dikwijls tot
gevolg dat leerlingen denken dat er alleen maar karakteristieke stralen bestaan. Bij constructies zal men ook
willekeurige stralen laten tekenen.
Ook zal men bij de beeldvorming van lenzen benadrukken dat alle stralen die van één voorwerpspunt vertrekken
na breking door de lens reëel of virtueel samenkomen in één beeldpunt (lenzenfouten worden buiten
beschouwing gelaten). Het is niet de bedoeling virtuele voorwerpspunten bij lenzen te behandelen.
De overheadprojector is door zijn formaat en zijn sterke lamp een uiterst geschikt optisch toestel voor het
uitvoeren van demonstratieproeven i.v.m. het afleiden van de lenzenformule en de lineaire vergroting. Gebruik
bv. een doorzichtige lat als voorwerp om af te beelden, de vergroting is dan door iedereen te zien.
Als men het uitbreidingspunt holle lenzen geheel of gedeeltelijk behandelt, dan dient de analogie met de bolle
lenzen benadrukt te worden. Op deze wijze kan men in relatief korte tijd dit punt behandelen.
4.2.5
Optische toestellen
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
27 De werking van de ooglens uitleggen bij het
accommoderen en aangeven hoe bolle lenzen
gebruikt worden bij bepaalde oogcorrecties. (F7)
Beeldvorming toepassen bij het menselijk oog:
bijziend, verziend, accommodatie
Beroepsmogelijkheid: bespreking onderzoek nieuwe
chirurgische technieken (o.a. met behulp van laser)
28 Beschrijven op welke wijze beeldvorming
plaatsvindt met een optisch toestel zoals: loep, diaen overheadprojector, fototoestel, ... (F7, 15)
Studie van één optisch toestel naar keuze
Onderzoeker bij de studie van het heelal,
optometrische toestellen, digitale fotografie,
medische beeldvorming, nieuwe scantechnieken
voor diagnose en therapie
29 De leerlingen kunnen wetenschappelijke principes
in technische realisaties herkennen. (F7)
Beroepsmogelijkheid: de betrokkenheid van de
fysicus bij deze realisaties
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Bij het behandelen van het oog zijn vakoverschrijdende afspraken met de leraar biologie wenselijk. Het is niet de
bedoeling zeer uitvoerig in te gaan op allerlei fouten van het oog. Bij de keuze van een optisch toestel neemt
men minstens één voorbeeld met een reëel beeld en één met een virtueel beeld. Indien de keuze valt op de
overheadprojector (in elk vaklokaal aanwezig) kan bijzondere aandacht besteed worden aan de verlichting van
het voorwerp met de fresnellens en de combinatie van de spiegel, lamp en condensorlens.
Heel wat (meet)instrumenten steunen op fysische principes: verkeerscamera’s, snelheidsmeters,
bewakingscamera’s, glasvezel bij kijkoperaties, belichting bij de tandarts. Fysici en ingenieurs werken hand in
hand aan verbeterde detectiemethoden, technieken, toestellen en apparaten in sectoren zoals oogheelkunde,
ruimtevaart, fotografie, geneeskunde, communicatie. Enkele voorbeelden kunnen dit illustreren: gsm,
laserchirurgie, hubble-telescoop, PET-scanners, enz. Fysici dragen bij tot de ontwikkeling van die betere
(meet)toestellen en vooral ook bij het oordeelkundig gebruik ervan.
2de graad aso
AV Fysica
17
D/2006/0279/056
4.3
Algemene eigenschappen van de materie en het deeltjesmodel
4.3.1
Algemene eigenschappen
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
30 Meetresultaten op een correcte wijze noteren
rekening houdend met de nauwkeurigheid van de
metingen. (F3, F5, F29)
Meetnauwkeurigheid:
beperkingen
van
meetinstrumenten inzien, naar werking toestel en
afleesmogelijkheden. Dit opnemen in de manier
waarop de meetwaarde genoteerd wordt.
31 Meetresultaten grafisch voorstellen en ondanks
meetfouten het verloop van de grafiek schatten.
(7, 10, 11) Het functievoorschrift aangeven.
32 Beschrijven hoe de relatie tussen massa, volume Massa, volume, dichtheid
en dichtheid experimenteel bepaald wordt en de (massadichtheid)
formulevorm die deze relatie weergeeft voor het
oplossen van standaardproblemen gebruiken.
(F1, F3, F4, F5, F6, F26)
33 De dichtheid van een vaste stof, een vloeistof of
een gas experimenteel bepalen. (F26)
Bepalen van de dichtheid van een stof
34 De leerlingen kunnen aantonen dat eigenschappen
van structuren kunnen afhangen van het aantal, de
aard en de ruimtelijke organisatie van de
bouwstenen. (*22,*23,*28)
35 De aggregatietoestanden waarin een stof kan
voorkomen benoemen en toelichten aan de hand
van uitwendig waarneembare kenmerken (vorm,
volume). (F1)
Aggregatietoestanden
Faseovergangen
36 De leerlingen kunnen uit experimentele of andere
gegevens structuren en stoffen classificeren
volgens samenstelling, bouw of functie en uit deze
classificatie eigenschappen afleiden.
37 De verschillende faseovergangen benoemen en de
faseovergangen onder invloed van toevoer of
afvoer van warmte toelichten. (F25)
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Wij wijzen uitdrukkelijk op het belang van het gebruik van grafieken. De procedure hierbij verloopt als volgt:
uit het experiment volgen meetresultaten die in een tabel geplaatst worden. Met deze meetresultaten
(getallenkoppels) wordt een grafiek getekend. We tekenen twee lijnen (assen) loodrecht op elkaar, die benoemd
worden (grootheid, eenheid): de onafhankelijke grootheid (de variabele die de experimentator zelf instelt, kiest)
horizontaal en de afhankelijke grootheid (de variabele die daarna wordt gemeten) verticaal. Kies een schaal in
functie van de grootte van de grootste meetresultaten, geef duidelijk de meetpunten aan door een stip of kruisje
(geen ophaallijnen). Men vestigt de aandacht op het tekenen van de eenvoudigste vloeiende lijn (Kijk vooraf
‘scherend’ over het blad).
Er kunnen meetpunten liggen boven en onder de lijn wat voor leerlingen soms onbegrijpelijk is en totaal
verschillend van wat ze in de wiskunde of economie doen.
18
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
In het eerste leerjaar van de tweede graad blijft het functievoorschrift van een fysische relatie beperkt tot recht
evenredig verband (grafisch: de rechte door de oorsprong). Omgekeerd volgt uit de voorstelling van de rechte
door de oorsprong dat er twee constante quotiënten zijn:
y
 cste
x
x
 cste .
y
De constanten zijn elkaars omgekeerde. Eens één constante gekend, kent men ook de andere. Nadien volgt het
vaststellen van de fysische betekenis van de constanten en het aangeven van de eenheden.
Wij vestigen extra aandacht op het feit dat men in de wiskunde met getallen werkt terwijl men in de fysica
omgaat met grootheden. Grootheden zijn bepaald door een (maat)getal én een eenheid. Dat is trouwens één
van de belangrijkste redenen waarom de leerling dikwijls niet in staat is de gekende wiskundige kennis in het
leervak fysica toe te passen.
Het begrip dichtheid zal men niet alleen behandelen bij vaste stoffen en vloeistoffen maar ook bij gassen. De
leerlingen zelf de dichtheid van een stof laten bepalen is een goede gelegenheid om geïntegreerd bepaalde
meettoestellen te leren gebruiken. In de ogen van leerlingen is lucht niets. Het is dus belangrijk dat men via een
demonstratieproef of een leerlingenproef de leerlingen aantoont of laat vaststellen dat lucht (een gasmengsel)
een massa heeft en dus ook een massadichtheid.
Bij de faseovergangen zal het nodig zijn het begrip ‘temperatuur’ in te voeren. Het is wel de bedoeling bij de
faseovergangen de grafieken van de temperatuur in functie van de tijd te tekenen. Bij het verdampen beperkt
men zich tot het verdampen binnen in de vloeistof (het koken). Het verdampen aan het vrije vloeistofoppervlak
komt best aan bod bij de toetsing van het deeltjesmodel.
4.3.2
Fenomenologische benadering van het deeltjesmodel
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
38 De grootteorde van fysische grootheden aangeven.
(F 3)
39 Uit de deelbaarheid en oplosbaarheid afleiden dat
de stof is opgebouwd uit uiterst kleine deeltjes.
(3, 10, SET1, SET2, SET3, SET4, SET5, SET6)
Deelbaarheid en oplosbaarheid
40 Uit de samendrukbaarheid afleiden dat er ruimte is
tussen de deeltjes. (3, 10, SET1, SET2, SET3,
SET4, SET5, SET6)
Samendrukbaarheid
41 Het begrip diffusie omschrijven en de invloed van
de temperatuur op de diffusiesnelheid toelichten.
(3, 10, SET1, SET2, SET3, SET4, SET5, SET6)
Diffusie met invloed van de temperatuur
42 Uit het verschil in deelbaarheid tussen stoffen
afleiden dat er krachten werkzaam zijn tussen
deeltjes.
Cohesie en adhesie
Voorbeelden
43 De begrippen cohesiekracht en adhesiekracht
omschrijven.
44 Verschillen in aggregatietoestanden verklaren met Aggregatietoestanden
de verschillen in cohesiekrachten tussen de
deeltjes. (F25)
2de graad aso
AV Fysica
19
D/2006/0279/056
45 Met behulp van de verschijnselen poreusheid, Ruimtelijk aspect van de materie
ondoordringbaarheid,
vervormbaarheid
het
ruimtelijke aspect van de materie toelichten. (3, 10,
*28, SET1, SET2, SET3, SET4, SET5, SET6)
46 De leerlingen kunnen structuren met een visueel
model voorstellen. (3, 10, SET1, SET2, SET3,
SET4, SET5, SET6)
47 De leerlingen kunnen twee- en driedimensionale
voorstellingen van structuren interpreteren. (3, 10,
SET1, SET2, SET3, SET4, SET5, SET6)
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Deze fenomenologische benadering van het deeltjesmodel binnen de fysica wordt behandeld uitgaande van
vaststellingen van de door de leerlingen waarneembare feiten. Hierbij moet gewezen worden op het belang van
de eigen waarnemingen van de leerlingen. Dit kan best gebeuren door gebruik te maken van
waarnemingsproeven die door de leerlingen worden uitgevoerd en /of demonstratieproeven. Bij cohesie en
adhesie maakt men gebruik van een intuïtief krachtbegrip (voorwetenschappelijke kennis). Het doel van dit
leerstofpunt is via het waarnemen van fenomenen te komen tot kenmerken van de materie die als uitgangspunt
dienen voor het verruimen van het deeltjesmodel zoals de leerlingen dat kennen uit de chemie tot een fysisch
model van de materie.
4.3.3
Deeltjesmodel
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
48 Het deeltjesmodel van de materie door middel van Opstellen van het fysische deeltjesmodel
een aantal kenmerken van de deeltjes omschrijven.
49 De leerlingen kunnen structuren beschrijven en
deze beschrijvingen met elkaar in verband
brengen.
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Het opstellen van het fysische deeltjesmodel zou zoveel mogelijk door de leerlingen zelf moeten gebeuren, zeker
nu ze al kennis gemaakt hebben met het chemische model . Ook worden in de loop van de voorgaande weken al
heel wat elementen van dit model gelanceerd om verklaringen van verschijnselen te geven. Men mag echter niet
verwachten dat de leerlingen volledig zelfstandig iets vinden waar wetenschappers een paar honderd jaar over
gedaan hebben. Gepaste hulp van de leraar zal hier en daar nodig zijn. Dit onderdeel kan dan ook als een
synthese en herhaling van alle opgebouwde kennis ter zake gezien worden. Dit onderdeel kan dan gebruikt
worden om te reflecteren over hun handelen en het kader waarin al deze proeven zich afspelen. Men kan bij dit
leerstofpunt uitweiden over het modelconcept en de beperkingen dat het inhoudt: voortdurend zijn
verbeteringen/aanvullingen nodig naarmate men meer verschijnselen bestudeert. De modelvoorstelling van de
materie heeft dan onder andere volgende kenmerken:
•
de materie is opgebouwd uit zeer veel kleine deeltjes (via deelbaarheid);
•
er bestaan verschillende soorten deeltjes (via verschillende soorten stoffen);
(twee vermoedelijk bekende kenmerken uit de lessen chemie)
•
er is ruimte tussen de deeltjes (via samendrukbaarheid);
•
de deeltjes bewegen (via diffusie);
20
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
•
de gemiddelde snelheid van de deeltjes neemt toe met de temperatuur (via diffusie);
•
er werken krachten tussen de deeltjes (via cohesie en adhesie).
(verruiming van het model om een aantal fysische kenmerken te kunnen verklaren)
Er kan op gewezen worden dat de vorm van de deeltjes geen belang heeft. Soms worden ze wat al te
nadrukkelijk als bolletjes voorgesteld, wat tot misconcepties kan leiden. Uit bovenstaande blijkt dat
vakoverschrijdende afspraken met de collega chemie over het deeltjesmodel wenselijk is.
4.3.4
Toetsing van het deeltjesmodel
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
50 De grootteorde van fysische grootheden aangeven.
(F3)
51 Enkele fysische fenomenen met het deeltjesmodel
verklaren en/of het verloop ervan voorspellen.
Brownse beweging, osmose, verandering van
aggregatietoestand (smelten en stollen, verdampen
en condenseren)
52 De leerlingen kunnen twee- en driedimensionale
voorstellingen van structuren interpreteren. (F7)
Beroepsmogelijkheid: de rol bij de studie van het
milieu en metingen van omgevingsfactoren
(stofvervuiling, ozon, …) bespreken.
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Een aantal fysische verschijnselen zoals Brownse beweging, osmose, kristalvorming, het verdampen aan het
vrije vloeistofoppervlak en de overgang van de aggregatietoestand van een stof door verwarming kan met behulp
van het deeltjesmodel worden verklaard.
4.4
Krachten
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
53 Rechtevenredige verbanden herkennen vanuit
grafieken en het functievoorschrift aangeven. (11)
54 Een kracht als oorzaak van vervorming herkennen. Kracht als oorzaak van vervorming
(F9)
Meten van krachten met de dynamometer
Eenheid van kracht
55 Het belang van het vectorieel karakter van een
kracht toelichten. (F1, F10)
Vectoriële voorstelling van een kracht
56 De zwaartekracht op een massa beschrijven en de
zwaarteveldsterkte formuleren. (11)
Zwaartekracht, zwaarteveldsterkte
57 Een kracht als oorzaak van vervorming in een
concrete situatie herkennen. (F8)
Veerkracht: vervorming van een spiraalveer
58 De krachtconstante van een elastisch systeem
experimenteel bepalen. (9)
Bepalen van de krachtconstante van een veer,
afleiden van de wet van Hooke, grafische
voorstelling.
59 De vervorming van een volkomen elastisch
systeem uitdrukken in termen van de uitgeoefende
2de graad aso
AV Fysica
21
D/2006/0279/056
kracht, dit verband grafisch voorstellen en met een
voorbeeld illustreren. (F1, F2, F12, 11)
60 De wet van Archimedes voor een voorwerp
ondergedompeld in een vloeistof of gas
omschrijven.
Wet van Archimedes
61 Krachten volgens dezelfde richting en werklijn
samenstellen. (F11)
62 Zinken, zweven en stijgen van een voorwerp
ondergedompeld in een vloeistof of in een gas
verklaren en met voorbeelden illustreren.
Zinken, zweven, stijgen en drijven
Voorbeelden
63 (U) Het bepalen van de massadichtheid van een
stof met behulp van de wet van Archimedes
beschrijven.
(U) Massadichtheid van een vaste stof en vloeistof
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Het gedeelte “krachten” is voor sommigen een eerste confrontatie met dit moeilijk begrip. Voor de definitie
beperken we ons tot kracht als oorzaak van vervorming (statische definitie). Voor wat volgt hebben we niet meer
nodig. In het tweede leerjaar van de tweede graad wordt de omschrijving van het begrip “kracht” verruimd door
de kracht ook te beschouwen als oorzaak van verandering van bewegingstoestand.
Voor het meten van een kracht gebruiken we de dynamometer als black box. De eenheid van kracht kan op dit
ogenblik niet wetenschappelijk ingevoerd worden. De eenheid newton wordt zonder meer gegeven. De
leerlingen die in het tweede leerjaar van de eerste graad Wetenschappelijk werk volgden, hebben meestal
enkele eenvoudige begrippen betreffende krachten gezien.
De zwaartekracht is een veldkracht omdat er krachtwerking is op afstand (zonder materieel contact). Met de
dynamometer kan men aantonen dat de zwaartekracht op een voorwerp recht evenredig is met de massa van dit
F
voorwerp. De waarde van het quotiënt z karakteriseert de sterkte van het krachtveld.
m
Deze constante (evenredigheidsfactor) wordt voorgesteld door g (Fz = m.g). De eenheid van g is newton per
kilogram. De waarde van g is plaatsafhankelijk. Voor de oefeningen neemt men als waarde van g aan het
aardoppervlak 9,81 N/kg (eventueel 10 N/kg). g wordt dan veldsterkte (ook zwaarteveldsterkte) genoemd.
Men spreekt hier niet van valversnelling omdat het begrip versnelling nog niet bekend is (men zal dus de eenheid
m/s² niet vermelden).
De verlenging van een spiraalveer onder de invloed van een kracht kan met een leerlingenproef behandeld
worden. Het biedt de gelegenheid de grafische voorstelling van het rechtevenredige verband te illustreren. We
verwijzen naar de didactische wenken onder punt 4.3.1 in verband met het gebruik van de grafische methode.
F
l
is een maat voor de stijfheid van de veer.
is een maat voor de soepelheid van de veer.
l
F
Het is best voor k=
F
de naam krachtconstante te gebruiken.
l
De wet van Hooke is ook een goede gelegenheid om de aandacht te vestigen op het geldigheidsgebied van een
wet. De wet geldt maar voor elastische vervormingen. Bij te grote belasting komt men in de plastische fase. Bij
sommige veren zijn in onbelaste toestand de windingen tegen mekaar gespannen. Dit wordt veroorzaakt door
torsiekrachten in de windingen. Bij dergelijke veren kan men een kleine belasting aanbrengen zonder dat er een
verlenging is. De grafieklijn gaat niet door de oorsprong. Door de veer eens goed uit te rekken kan men deze
begintorsie meestal wegnemen ofwel vermijdt men dergelijke veren. Het uitdiepen van de wet van Hooke kan
22
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
gebeuren bij het klassikaal afronden van een leerlingenproef. Alle leerlingen krijgen dan de kans de essentie (de
wet van Hooke + randvoorwaarden) van de proef te pakken te krijgen.
Bij de wet van Hooke is de kracht (de belasting) de onafhankelijk veranderlijke. In deze grafiek komt de kracht
l
horizontaal en de verlenging verticaal. De helling van de rechte is een maat voor de soepelheid (
).
F
Daar de soepelheidsconstante niet behoort tot de officiële fysicagrootheden zal men begrijpen dat men meestal
omgekeerd te werk gaat (F verticaal en l horizontaal). De helling van deze rechte is een maat voor de stijfheid
van de veer (krachtconstante).
Het is de bedoeling de archimedeskracht experimenteel (demonstratieproef) te benaderen. De theoretische
verklaring steunend op de hydrostatische druk is op dit moment onmogelijk omdat het begrip druk met de
formule
p = h g nog niet is behandeld.
Men stelt dus vast dat de grootte van de opwaartse archimedeskracht gelijk is aan de zwaartekracht van de
verplaatste vloeistof.
Men kan dus de volgende formule opstellen: FA = vl Vvl g
Door vergelijking van de (opwaartse) archimedeskracht op het voorwerp en de (neerwaartse) zwaartekracht op
het voorwerp, komt men tot zinken, zweven en stijgen. Het stijgen eindigt uiteindelijk in het drijven. We maken
hier gebruik van de samenstelling van krachten (vectoren) op dezelfde drager. Een verwijzing naar wiskunde of
een toelichting ter zake kan noodzakelijk zijn. Het is echter niet de bedoeling om op die rekenkundige
vaardigheid dieper in te gaan. De oefeningen bij de wet van Archimedes bieden op dat vlak de mogelijkheid tot
differentiatie (standaardopgaven en probleemoplossende opdrachten).
TWEEDE LEERJAAR
In het tweede leerjaar van de tweede graad wordt op het vlak van de nauwkeurigheid het werken met
beduidende cijfers in een meetresultaat en het toepassen van het aantal beduidende cijfers in het resultaat van
bewerkingen verder geïntegreerd en ingeoefend bij het aanbrengen van de leerstof.
De grafieken worden uitgebreid tot het omgekeerd evenredig verband (hyperbool) en de rechte niet door de
oorsprong.
4.5
Leerlingenpracticum
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
64 De leerlingen kunnen onder begeleiding een
onderzoeksvraag
bij
een
eenvoudig
natuurwetenschappelijk probleem formuleren en
suggereren hoe het probleem kan worden
onderzocht. (6, *31, SET32, SET33, SET34,
SET36)
Minimum vier experimentele gesloten opdrachten
uitvoeren
65 De leerlingen kunnen individueel of in groep
experimenten of onderzoeksopdrachten uitvoeren
aan de hand van een gesloten instructie. (12,
SET32, SET35)
66 De leerlingen kunnen onder begeleiding de
gepaste hulpmiddelen en informatietechnologie
gebruiken om gegevens te verzamelen, relaties te
onderzoeken en resultaten voor te stellen. (*31,
2de graad aso
AV Fysica
23
D/2006/0279/056
SET35)
67 De leerlingen kunnen onder begeleiding reflecteren
over te bekomen onderzoeksresultaten en over de
aangewende methode. (*22, *28, SET36)
68 De leerlingen kunnen onder begeleiding
verschillende
fasen
van
de
gebruikte
natuurwetenschappelijke onderzoeksmethoden in
een zelf uitgevoerd experiment herkennen. (*29,
SET36)
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Onder leerlingenproeven verstaat men een activiteit waarbij leerlingen alleen of in kleine groepjes (2 à 3) onder
begeleiding proeven (zowel kwalitatief als kwantitatief) uitvoeren in verband met één of ander fysisch
verschijnsel dat behoort tot het leerpakket. Naast het uitvoeren van de vier aangegeven proeven in de
leerinhouden kan de leerkracht naar eigen vrijheid en mogelijkheid nog bijkomende proeven laten uitvoeren.
Het laten uitvoeren van leerlingenproeven heeft als doel het nastreven van een aantal reeds vernoemde
specifieke vaardigheden (leren waarnemen, instrumenten gebruiken, leren meten, ...). Daarnaast speelt het
practicum een rol in de noodzakelijke afwisseling van de onderwijssituatie en verhoogt het de betrokkenheid van
de leerling bij het leren door hem een stuk eigen verantwoordelijkheid te geven (motiveren, belangstelling
wekken, …).
Deze doelen betekenen in de praktijk dat de leerlingenproeven in de tweede graad op harmonieuze wijze
ingepast moeten zijn in het aanbrengen van de leerstof. In het eerste leerjaar biedt het bestaande
leerlingenmateriaal in verband met massadichtheid, deeltjestheorie en optica voldoende mogelijkheden om deze
leerstof op een leerling-actieve manier aan te brengen. Ook in het tweede leerjaar krijgt men daartoe voldoende
kansen onder andere door het onderzoeken van de wetmatigheden bij de eenparige beweging, het verifiëren van
gaswetten of het bepalen van de specifieke warmtecapaciteit. De experimentele werkvorm heeft hier eveneens
een gunstige invloed op de begripsvorming.
De proeven worden uitgevoerd onder toezicht van de leerkracht volgens drie fasen: oriëntatie, uitvoering en
reflectie. Bij het practicum voor de tweede graad werkt men hoofdzakelijk met gesloten opdrachten. Deze bevat
precieze instructies waarin we doe-, denk- en schrijfopdrachten onderscheiden, onder andere tekenen van
grafieken, besluiten formuleren… De antwoorden op de denkvragen moeten meer inhouden dan het invullen van
een woord op het verslagblad. Dit laatste om te receptachtige werkbladen te vermijden. Het leerlingenpracticum
wordt tijdens de bovengenoemde fasen klassikaal begeleid. De begeleiding is bij de aanvang het best beperkt tot
het formuleren van de doelstellingen van de proef en de praktische problemen die leerlingen doen vastlopen.
Verder zal er veel aandacht worden gegeven aan algemene experimenteervaardigheden tijdens de uitvoering,
de taakverdeling binnen de groep en het goed noteren van resultaten. Wanneer de omstandigheden gunstig zijn
kan men meer open opdrachten overwegen, gebruik makend van een positieve interesse, een vorm van
creativiteit bij de leerlingen en vooral hun nieuwsgierigheid. In dit geval is de voorbereiding, het nadenken over
het doel van de proef nog essentiëler.
Het is altijd een absolute noodzaak om een practicum klassikaal af te ronden(reflectie). Alle leerlingen krijgen
dan de kans de essentie van het practicum te pakken te krijgen. Een onderwijsleergesprek waarin de leerkracht
of de leerlingen onderling vragen stellen is een goede werkvorm (reflecteren op het resultaat en de gevolgde
werkwijze).
Van het practicum zal steeds een verslag gemaakt worden (hierbij zoveel mogelijk gebruik maken van
informaticatechnologie), meestal onder de vorm van het invullen van instructiebladen. In een goed verslag
beschrijf je puntsgewijs hoe de proef is verlopen. Het verslag bevat dan meestal volgende punten:
•
de formulering van de doelstellingen van de proef of de reden (onderzoeksvraag) van het onderzoek;
•
materiaal en meetopstelling;
•
werkwijze of werkplan;
24
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
•
meetresultaten of onderzoekresultaten;
•
verwerking van de meetresultaten met aandacht voor de beduidende cijfers;
•
grafiek(en);
•
besluiten (verwoording, formule, wet)
•
Kritische opmerkingen ten aanzien van de kwaliteit van de proef (eigen handelen en methodiek, gemaakte
fouten), gekoppeld aan suggesties en andere opmerkingen.
De leerlingenproeven die worden uitgevoerd moeten vallen binnen het kader van de aan te leren specifieke
vaardigheden die hoger werden vermeld. De risico’s die proeven met zich mee kunnen brengen, moeten door de
leerkracht worden afgewogen tegen de aanwezige voorzieningen, de geoefendheid van de leerlingen en de
didactische waarde van de proef. Leerlingen moeten op de hoogte zijn van de gevarenrisico’s van materialen en
apparatuur waarmee ze werken, en zo nodig uitleg krijgen ter zake nl. de wijze waarop men veilig kan werken,
de aanwezige beschermings- en veiligheidsvoorzieningen en vluchtwegen in geval van brand.
De groepsgrootte bij het uitvoeren van leerlingenproeven mag met het oog op wat didactisch verantwoord is en
wat qua veiligheid nog aanvaardbaar is, niet meer bedragen dan 24 leerlingen.
Het is ook aangewezen om binnen het kader van de veiligheid een practicumreglement op te stellen met als doel
een handzaam en doelmatig overzicht te geven van afspraken en aandachtspunten die van belang zijn om de
leerlingenpractica ordelijk te laten verlopen en de gevarenrisico’s tijdens het uitvoeren van leerlingenproeven te
voorkomen of te vermijden. Vanzelfsprekend moeten de vaklokalen die als practicumruimten voor leerlingen
worden voorzien aan bepaalde inrichting- en veiligheidseisen voldoen (zie brochure ‘Didactische infrastructuur
voor onderwijs in de natuurwetenschappen’ VVKSO mei 1993).
4.6
Kracht en beweging
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
69 Voorbeelden van verschillende soorten krachten en
uitwerkingen ervan noemen. (F13)
Voorbeelden van krachten
70 Het onderscheid aangeven tussen de begrippen
‘grootheid' en ‘eenheid’. De SI-eenheden samen
met de meest gebruikte veelvouden en delen van
de aangebrachte grootheden aangeven,
omzetten en gebruiken en de meetapparatuur
gebruiken om lengte en massa te meten. (13, F1,
F4,
F5)
Grootheden, eenheden, meettoestellen voor lengte
en massa. Metingen in verband met lengte en
massa
71 Een kracht als oorzaak van een verandering van
de bewegingstoestand van een voorwerp
herkennen. (13, F8, F9)
Kracht als oorzaak van de verandering van de
bewegingstoestand
72 Krachten volgens dezelfde richting en werklijn
samenstellen. (F11)
Krachten op een voorwerp in evenwicht
(Fres = 0)
73 Meetresultaten grafisch voorstellen en ondanks
meetfouten het verloop van de grafiek inschatten.
(7, 10, 11). Het functievoorschrift aangeven.
Grafische voorstellingen, rechtevenredigheid
74 Bij een eenparige rechtlijnige beweging het
verband tussen de verplaatsing en het tijdsinterval
experimenteel bepalen. (4, 11)
Gevolgen van krachten in evenwicht op een
voorwerp: rust of een eenparige rechtlijnige
beweging
2de graad aso
AV Fysica
25
D/2006/0279/056
Begrip snelheid, grafische voorstelling: x(t)- en v(t)diagram
75 Voor een rechtlijnige beweging de verandering van
snelheid omschrijven. (F16)
26
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
76 Voor een eenparige rechtlijnige beweging de
snelheid berekenen en deze beweging grafisch
voorstellen. (F1, F4, F15, 11)
Opgaven in verband met de eenparige rechtlijnige
beweging
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Het begrip kracht is ten opzichte van het eerste leerjaar uitgebreid met: oorzaak voor de snelheidsverandering
van een star voorwerp (dynamische omschrijving). Indien de kracht of de resultante van de krachten op een
voorwerp nul is zal het voorwerp in rust zijn of geen snelheidsverandering of richtingverandering ondergaan, met
andere woorden een eenparige rechtlijnige beweging (ERB) uitvoeren. Het onderzoek van de wetmatigheden die
bij deze beweging optreden kunnen gebeuren door middel van een leerlingenproef. Hierbij wordt eveneens het
begrip snelheid gedefinieerd; de gemiddelde snelheid en de ogenblikkelijke snelheid zijn bij deze beweging
gelijk. De leraar kiest in functie van de materiële mogelijkheden op welke manier hij de leerlingen de proef laat
uitvoeren zoals buis met luchtbel, tijdtikker met tikkerstrook, CBR, computer met interface,...
Het is niet de bedoeling F = m a ter sprake te brengen.
4.7
Arbeid - energie - vermogen
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
77 Het onderscheid aangeven tussen de begrippen
‘grootheid' en ‘eenheid’. De SI-eenheden samen
met de meest gebruikte veelvouden en delen van
de aangebrachte grootheden aangeven, omzetten
en gebruiken en de meetapparatuur gebruiken om
lengte, massa en tijd te meten. (13, F1, F4, F5)
Grootheden, eenheden, meettoestellen voor lengte,
massa en tijd. Metingen in verband met lengte,
massa en tijd.
78 De begrippen arbeid, energie en vermogen
omschrijven, hun onderlinge relatie aangeven en in
concrete situaties correct gebruiken. (13, F1, F18,
F17, SET22)
Arbeid geleverd door een constante kracht
Opgaven in verband met arbeid
Vermogen
79 Mechanische energie en andere energievormen
herkennen en aangeven in concrete situaties.
(F 20)
Energie en energievormen
80 De leerlingen kunnen illustreren hoe toepassingen
van wetenschappelijke kennis leiden tot
veranderingen in de samenleving. (17, 18, *26)
81 Ethische en milieuaspecten die bij bepaalde
energievormen optreden, aangeven. (21, *22)
82 De
gravitatiepotentiële
energie
bij
het
aardoppervlak, elastische potentiële energie en de
kinetische energie van een voorwerp berekenen.
(F1, F19, SET10, SET11)
Opgaven in verband met mechanische energie
83 Behoud van mechanische energie
zwaarteveld experimenteel aantonen.
Energieomzetting bij vallende massa aan een veer
in
het
84 In concrete gevallen omzettingen van energie
beschrijven en het rendement berekenen. (F1,
F21)
2de graad aso
AV Fysica
Omzettingen van energie
Beginsel van behoud van energie
Rendement
Opgaven
27
D/2006/0279/056
85 Het beginsel van behoud van energie algemeen
formuleren
en
illustreren
met
concrete
voorbeelden. (F7, F22, SET12)
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Veel veranderingen - waaronder ook de beweging - zijn het gevolg van een kracht die op een voorwerp inwerkt.
De beweging is noodzakelijk om een kracht arbeid te laten verrichten. Aan de leerlingen moet worden
bijgebracht dat het begrip arbeid in de fysica iets anders betekent dan in het dagelijkse leven. In de fysica is er
kracht en beweging nodig om arbeid te hebben. De relatie tussen arbeid, kracht en verplaatsing, wordt hier
gegeven in zijn eenvoudigste vorm, namelijk in het geval kracht en verplaatsing dezelfde richting hebben. Bij het
begrip vermogen zal men de leerlingen attent maken op het feit dat deze grootheid werd ingevoerd om
arbeidsprestaties te vergelijken. Dan wordt duidelijk waarom vermogen gedefinieerd is als arbeid per tijd.
Bij het begrip energie moet het de leerling duidelijk worden gemaakt welke belangrijke rol het begrip energie
speelt in allerlei fysische verschijnselen. Verschillende verschijningsvormen van energie zoals
bewegingsenergie, warmtehoeveelheid, chemische energie, elektrische energie, gravitatie-energie enzovoort
moeten bondig worden besproken en met voorbeelden geïllustreerd. Het is enkel de bedoeling de formule voor
de potentiële gravitatie-energie af te leiden. Voor de kinetische energie kan men de leerlingen intuïtief bijbrengen
dat de snelheid en de massa van het lichaam een rol spelen. Men zal de leerlingen duidelijk maken dat bij het
verrichten van arbeid een bepaalde energiesoort wordt omgezet in een andere.
In verband met energie zal men zo goed mogelijk inspelen op wat de leerlingen aan voorkennis meebrengen
vanuit technologische opvoeding (eerste graad). Men zal over dit onderwerp informatie inwinnen bij de leraar
technologische opvoeding.
Het beginsel van behoud van energie wordt als een beginsel (axioma) aangebracht. Men zal benadrukken dat
men niet bewijst maar illustreert zoals bv. een slingerende of trillende massa die nooit hoger komt dan de hoogte
waarop ze werd losgelaten.
Inzicht in de fysica is een essentiële vereiste om mee te draaien in de energiesector: fysici zijn betrokken bij alle
activiteiten die rationeel energieverbruik beogen, die nieuwe (milieubewuste) productiemethoden van energie
ontwikkelen, die studies maken van het gebruik van energie nu en in de toekomst. Zij ontwikkelden verbeterde
productiemethoden, kernenergie, zonne-energie in het verleden en zijn nu bezig met onder andere kernfusie (het
ITER-project).
4.8
Druk
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
86 Het begrip druk afleiden uit kracht en oppervlak en
de grootte ervan berekenen. (F1, F6, F14)
Begrip druk: p 
F
A
Opgaven
87 Het beginsel van Pascal formuleren en praktische
toepassingen verklaren. (13, 15, SET5, SET29)
Druk op vloeistoffen: beginsel van Pascal en
praktische toepassingen
88 Druk in een vloeistof verklaren en de grootte ervan
berekenen. (13, F1, F2, F27)
Druk in vloeistoffen
Opgaven
(U) Verbonden vaten
89 De grootteorde van fysische grootheden aangeven.
(F3)
90 Met behulp van het deeltjesmodel de druk van een
gas verklaren. (F4, F25, 9, 17)
28
D/2006/0279/056
Druk in gassen, luchtdruk, meten van drukken
2de graad aso
AV Fysica
91 De werking van toestellen om de vloeistofdruk en
de druk van een gas te bepalen, beschrijven en
verklaren. (F4)
Metaalhouder
Vloeistof- en metaalmanometer
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Dikwijls gebruikt men in de spreektaal de woorden kracht en druk door elkaar. “Druk hier eens op” zeggen we als
we willen dat iemand iets met kracht op zijn plaats houdt. Daarom is het goed deze leerinhoud te beginnen met
enkele concrete voorbeelden die het onderscheid tussen de begrippen kracht en druk duidelijk maken.
Na de afleiding van de SI-eenheden, kan men tevens onmiddellijk het verband leggen met bar en mbar die nog
als meeteenheden op heel wat manometers voorkomen. We kunnen onder andere een afgesloten meetspuit
gebruiken om het bestaan van de luchtdruk aan te tonen en eventueel te berekenen.
Verbonden vaten staat in uitbreiding en kan dus bij gebrek aan tijd weggelaten worden.
4.9
Gaswetten
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
92 Het verband tussen de toestandsfactoren druk,
volume en temperatuur van een bepaalde
hoeveelheid gas aangeven en grafisch het verband
tussen twee toestandsfactoren weergeven.
(F2, F29, SET26, SET27, SET30, 7, 9, 13, *29,
*30)
Wet van Boyle-Mariotte
Volumewet en drukwet van Gay-Lussac
Opgaven
93 Voor een bepaalde massahoeveelheid gas
experimenteel een verband afleiden tussen twee
toestandsfactoren. (11, 12, F29)
Experimentele bepaling van het verband tussen twee
toestandsfactoren
94 De kinetische opvatting voor een gas van het
begrip temperatuur beschrijven en in verband
brengen met het absolute nulpunt. (F28)
Absoluut nulpunt
Kelvintemperatuur
95 De algemene ideale gaswet formuleren en een
massahoeveelheid gas van één mol de universele
gasconstante berekenen. (F2, F29)
Algemene ideale gaswet
Universele gasconstante
(U) Specifieke gasconstante
(U) Vergelijking van Van der Waals voor reële
gassen
96 Voor een mengsel van ideale gassen de totaaldruk
van het mengsel in een bepaald volume
formuleren.
Wet van Dalton
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
De gaswetten worden experimenteel afgeleid. Dit kan als demonstratieproef of als leerlingenproef.
Bij de volumewet en de drukwet van Gay-Lussac kan één van de twee naar analogie behandeld worden. Bij de
gaswetten mag men niet vergeten de geldigheidsvoorwaarden te vermelden bv. bij de wet van Boyle moet de
temperatuur constant blijven en mag geen gas weglekken (m en T constant).
De behandeling van de gaswetten geeft de mogelijkheid nog eens duidelijk de natuurwetenschappelijke methode
te benadrukken. De meetresultaten worden grafisch weergegeven en zo komt men tot een kwalitatief verband
tussen de grootheden (wet).
2de graad aso
AV Fysica
29
D/2006/0279/056
Het leren omgaan met grafieken krijgt hier volop kansen. Men krijgt de gelegenheid twee nieuwe grafische
voorstellingen te behandelen, namelijk de hyperbool bij de wet van Boyle-Mariotte en de rechte niet door de
oorsprong, bij de wet van Gay-Lussac.
Bij de wet van Boyle-Mariotte zal men nagaan waarvan de waarde van de constante kan afhangen. De wet van
Gay-Lussac geeft hier een lineair verband weer van de vorm p = a.t + b. Men gaat na wat de betekenis van de
constanten a en b is. De wet van Gay-Lussac is bijzonder interessant om aan te tonen hoe men met een
eenvoudig experiment tot een belangrijk inzicht kan komen in verband met het absolute nulpunt.
Men zal het ideaal gasmodel invoeren (zie ook het eerste leerjaar van de tweede graad!) dat hier als voorwaarde
dient om de extrapolatie te mogen uitvoeren. Men kan de ligging van het absolute nulpunt uit de meetresultaten
afleiden, hierbij rekening houdend met de nauwkeurigheid.
Door het invoeren van de kelvinschaal krijgen de wetten van Gay-Lussac een meer eenvoudige vorm. De grafiek
wordt een rechte door de oorsprong en het wiskundige verband is dus het recht evenredige verband.
Bij de drie gaswetten benadrukt men het feit dat het gaat om isotherme, isobare en isochore processen. Een
proces is een overgang van de ene toestand naar de andere. In een grafische voorstelling wordt een toestand
voorgesteld door een punt, een proces door een lijn. De leerlingen moeten inzien dat de drie bovengenoemde
processen bijzondere gevallen zijn.
De drie gaswetten worden dan samengevoegd tot de algemene ideale gasvergelijking. De universele
gasconstante wordt besproken. De vergelijking van Van der Waals voor reële gassen geeft de kans nader in te
gaan op de toelaatbaarheid van de extrapolatie en op de aanpassingen die men kan invoeren wanneer niet
volledig aan het vooropgestelde model wordt voldaan.
4.10
Warmte en energie
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
97 De begrippen warmtecapaciteit en specifieke
warmtecapaciteit van een systeem gebruiken om
bij warmte-uitwisseling de warmtehoeveelheid te
berekenen. (F1, F24)
Warmtehoeveelheid
Q = m . c . T = C . T
(Macroscopische benadering)
Opgaven
98 Bij
mengproeven
de
uitgewisselde
warmtehoeveelheid experimenteel bepalen en
hieruit de specifieke warmtecapaciteit van een stof
afleiden. (11, 12)
Experimenteel bepalen
van
de
specifieke
warmtecapaciteit van een vaste stof of vloeistof
99 Met het deeltjesmodel van de materie het begrip
inwendige energie uitleggen en de gevolgen
beschrijven als er warmte-uitwisseling optreedt.
(F23, SET13, SET14, SET15)
Inwendige energie en warmte
(Microscopische benadering)
100 Manieren van warmtetransport zoals geleiding,
stroming en straling beschrijven en met concrete
voorbeelden illustreren.
Geleiding, stroming, straling
101 (U)
De
werking
van
voorzieningen
verklaren
onderscheiden op basis
warmtetransport.
(U) Warmte-isolerend materiaal
Toepassingen
warmte-isolerende
en
van
elkaar
van de soorten
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Het gebruik en de betekenis van het begrip warmte verdient de nodige aandacht. Inwendige energie van de
lichamen (kinetische en potentiële energie van de deeltjes van de lichamen) kan op verschillende manieren
worden overgedragen op andere lichamen. Warmte is één van deze vormen van energieoverdracht (warmte is
een vorm van energietransport).
In het dagelijkse taalgebruik maakt men geen onderscheid tussen warmte en inwendige energie. Verwarmen
30
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
betekent in het dagelijkse leven ook temperatuurstijging. Fysisch gezien zijn verwarmen en temperatuurstijging
verschillende fenomenen die weliswaar verband houden met elkaar. In de fysica dient men bijgevolg
onderscheid te maken tussen inwendige energie en warmte.
Langs eenvoudige experimentele weg (met behulp van de calorimeter) is het mogelijk de formule
Q = m . c . T af te leiden. Waarin c gedefinieerd wordt als de specifieke (soortelijke) warmtecapaciteit van de
stof. Door het laten uitvoeren van een leerlingenproef kan de specifieke warmtecapaciteit van een vaste stof of
een vloeistof afgeleid worden. Het is hierbij nuttig de warmtecapaciteit van een lichaam, in het bijzonder de
calorimeter, te definiëren en eventueel experimenteel te bepalen. De leerstof wordt zodanig behandeld dat
leerlingen langs experimentele weg inzicht krijgen in alle factoren die de temperatuurstijging van een lichaam
beïnvloeden.
Via de leerinhouden van het eerste leerjaar van de tweede graad heeft men empirisch vastgesteld dat
verwarmen niet altijd een temperatuurstijging tot gevolg heeft (verandering van aggregatietoestand). In het
deeltjesmodel hield men rekening met de macroscopische eigenschappen van de materie waaruit bleek dat de
deeltjes waaruit de stof is opgebouwd in beweging zijn en onderlinge krachten uitoefenen.
In combinatie met de begrippen arbeid-energie-vermogen uit dit leerplan kan men de leerlingen wijzen op de
inwendige energie die in de stof zit opgeslagen en de wijze waarop zij in de verschillende processen (opwarmen,
verandering van aggregatietoestand) kan wijzigen.
Het is evident dat op dit niveau (tweede leerjaar - tweede graad) zich een fenomenologische benadering van de
drie klassieke transportfenomenen opdringt. Het ligt zeker niet in de bedoeling te komen tot wetmatigheden
(formules) in verband met geleiding of straling.
Komen bij voorkeur aan bod: geleiders en niet-geleiders (met microscopische verklaring van overdracht van
inwendige energie binnen het lichaam), zowel voor vaste stoffen als vloeistoffen.
Leerlingen zouden moeten in staat zijn zelf tot het besluit te komen dat gassen slechte geleiders zijn voor de
inwendige energie en de redenen daarvan terug te vinden. Er bestaan allerlei mooie experimenten om het al dan
niet geleidend gedrag van de materie te onderzoeken, respectievelijk te demonstreren. Ook is het sterk
aangewezen de leerlingen hier met de dagelijkse realiteit en de toepassingen te confronteren.
Men zal niet nalaten de leerlingen erop te wijzen dat er daarnaast nog twee belangrijke mechanismen van
overdracht van inwendige energie bestaan, die eveneens in het dagelijkse leven een heel belangrijke rol spelen
(stroming en straling). Ook hier is een fenomenologische aanpak gewenst. Allerlei toepassingen uit het
dagelijkse leven zorgen ervoor dat deze fysische kennis verankerd wordt.
4.11
Faseovergangen: smelten en stollen, verdampen en condenseren,
sublimeren
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
102 Bij het smelt- en stolverschijnsel van een zuivere
stof de wetmatigheden omschrijven en aan de
hand van energiebeschouwingen de verschijnselen
verklaren. (9, 17)
Smelten en stollen: wetten
Specifieke smeltingswarmte en stollingswarmte
Energiebeschouwingen
103 De verandering van het volume en de
massadichtheid bij het smelt- en stolverschijnsel
omschrijven. (9)
Verandering van volume en massadichtheid bij
smelten en stollen
104 De invloed van de druk op de smelttemperatuur
toelichten en in een p(T)-diagram grafisch
voorstellen. (11)
Invloed van de druk op de smelttemperatuur
Smeltlijn
2de graad aso
AV Fysica
31
D/2006/0279/056
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
In verband met het leerstofonderdeel “Faseovergangen” mag de lengte van de formulering niet de indruk doen
ontstaan dat dit het grootste en belangrijkste deel is. Men moet het eerder zien als een verdieping van het
structuurmodel van de materie uit het eerste leerjaar van de tweede graad waarbij nu het accent ligt op het
energieaspect.
Men zal bij voorkeur spreken van de smelttemperatuur (en niet smeltpunt). Met het smeltpunt is conform de
wiskunde, eerder een punt van een grafiek, bepaald door een getallenkoppel bedoeld. Van de meeste stoffen
neemt gedurende het smelten het volume waarneembaar toe (ijs is de meest bekende uitzondering), wat
eenvoudig te illustreren is. Men zal hier eveneens wijzen op de verandering van de massadichtheid.
Het bepalen van de specifieke (soortelijke) smeltingswarmte is een dankbaar onderwerp voor een
leerlingenpracticum.
Bij de energiebeschouwingen wijst men expliciet op de microscopische verklaring van het smeltproces
(stolproces), de wijze waarop de inwendige energie verandert.
De invloed van de druk op de smelttemperatuur kan bij ijs eenvoudig gedemonstreerd worden. Eventueel kan
ook hier de microscopische verklaring gegeven worden.
De smeltlijn wordt later gebruikt in het toestandsdiagram.
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
105 Bij het verdampings- en condensatieverschijnsel
de wetmatigheden omschrijven en de
verschijnselen aan de hand van
energiebeschouwingen verklaren.
Verdampen (koken) en condenseren: wetten
Specifieke
verdampingswarmte
condensatiewarmte
Energiebeschouwingen
106 De warmte-uitwisseling bij
beschrijven en berekenen.
faseovergangen
Opgaven bij smelten en stollen, verdampen (koken)
en condenseren
107 Bij een van de faseovergangen de uitgewisselde
warmtehoeveelheid experimenteel bepalen en
hieruit specifieke waarden afleiden.
Experimenteel de specifieke smeltingswarmte of
specifieke verdampingswarmte bepalen
108 De invloed van de druk op de kooktemperatuur
toelichten en in een p(T)-diagram voorstellen.
Invloed van de druk op de kooktemperatuur
Dampspanningslijn
109 Het
onderscheid
tussen
verzadigde
onverzadigde dampen toelichten.
Verzadigde en onverzadigde dampen
en
110 Het onderscheid tussen een gas en een damp
verklaren en in dit verband de begrippen kritische
temperatuur en kritische druk toelichten.
Gassen en dampen
Kritische temperatuur en kritische druk
111 (U) In een p(V)-diagram de isothermen van
Andrews tekenen en toelichten.
(U) Isothermen van Andrews
112 (U) In een p(V)-diagram de isothermen van
Andrews tekenen en toelichten.
(U) Vloeibaar maken van gassen
en
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
De begrippen verzadigde en onverzadigde damp moeten experimenteel bijgebracht worden. Belangrijk voor het
inzicht is het vermelden van het feit dat bij een verzadigde damp zich een dynamisch evenwicht instelt.
De dampspanningslijn (kooklijn) wordt experimenteel bepaald. Kookpunten zijn punten van de
dampspanningslijn. Met elk kookpunt komt een getallenpaar (druk en temperatuur) overeen. De
normkooktemperatuur is de kooktemperatuur overeenstemmend met de normdruk (101 325 Pa). Men zal niet
nalaten het verschillende gedrag van onverzadigde en verzadigde dampen microscopisch te verklaren.
32
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
De specifieke verdampingswarmte (condensatiewarmte) kan met eenvoudige hulpmiddelen experimenteel
bepaald worden.
De dampspanningslijn heeft een beginpunt (beneden een bepaalde temperatuur kan, wat ook de druk is, de stof
niet in de vloeibare fase voorkomen) maar eveneens een eindpunt, het kritisch punt. Dit kritische punt kan
overigens experimenteel gecontroleerd worden. Met dit kritisch punt stemmen een kritische druk en een kritische
temperatuur overeen. Deze kritische temperatuur wordt in de fysica gebruikt om onderscheid te maken tussen
gassen en dampen.
De isothermen van Andrews kunnen in een sterke klasgroep een mooie synthese vormen van de wetmatigheden
voor gassen, dampen (verzadigd en onverzadigd) en vloeistoffen die gedurende het jaar werden behandeld.
Bij het vloeibaar maken van gassen beperkt men zich tot de principes die hieraan ten grondslag liggen.
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
113 Bij het sublimatieverschijnsel van een zuivere stof
de wetmatigheden omschrijven en aan de hand
van energiebeschouwingen het verschijnsel
verklaren.
Sublimatieverschijnsel: wetten
Specifieke sublimatiewarmte en de sublimatiewarmte
Energiebeschouwingen
114 De
invloed
van
de
druk
op
de
sublimatietemperatuur toelichten en in een p(T)diagram voorstellen.
Invloed van de druk op de sublimatietemperatuur
Sublimatielijn
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
De term sublimeren wordt soms gebruikt zowel voor de overgang vast-damp (gas) als voor de overgang damp
(gas)-vast. Voor deze laatste overgang zou men de term desublimeren kunnen gebruiken. Het sublimeren
(desublimeren) zal bij voorkeur kort behandeld worden naar analogie van smelten en stollen. Deze overgang
leent zich minder tot een experimentele aanpak.
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
115 In
een
p(T)-diagram
de
smeltlijn,
dampspanningslijn en sublimatielijn van een
zuivere stof tekenen en toelichten.
Toestandsdiagram: tripelpunt
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
Dat bij één en dezelfde stof smelt-, kook- en sublimatielijn niet volkomen los van elkaar kunnen staan blijkt
uit het p(T)-diagram.
Merkwaardige punten daarbij zijn het kritisch punt en het tripelpunt.
4.12
Arbeid bij gassen (U)
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
116 Uit de definitieformule voor arbeid de formule voor
arbeid geleverd door een gas bij constante druk
afleiden.
Arbeid geleverd door een gas:
W = p . V
117 De verschillende thermodynamische processen
omschrijven.
Thermodynamische processen
2de graad aso
AV Fysica
33
D/2006/0279/056
118 De oppervlakte onder de p(V)-grafiek als een maat
voor geleverde arbeid omschrijven.
Arbeid bij isotherme, isobare, isochore en
adiabatische processen
119 Een kringproces voorstellen in een p(V)-diagram
en er arbeid uit afleiden.
120 De eerste hoofdwet van de thermodynamica
formuleren.
Eerste hoofdwet van de thermodynamica
121 De tweede hoofdwet kwalitatief omschrijven en
hieruit
de
degradatie
van
energie
bij
energieomzettingen afleiden.
Tweede hoofdwet van de thermodynamica
PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN
In het onderdeel 4.8 van dit leerplan tweede leerjaar van de tweede graad, werd het algemene begrip arbeid
ingevoerd. Hier wordt aangetoond wat dit voor gassen betekent. Bij deze leerinhoud leert men arbeid zien als
een oppervlakte in een p(V)-grafiek.
De eerste hoofdwet van de thermodynamica drukt uit wat het behoud van energie betekent voor een stelsel. Men
kan dit eventueel illustreren voor isochore, isobare, isotherme en adiabatische processen. Men kan met behulp
van p(V)-grafieken illustreren wat kringprocessen zijn en hoe ze praktisch kunnen verwezenlijkt worden.
Eventueel kan men wijzen op de mogelijkheid arbeid uit inwendige energie te winnen. Daar het
uitbreidingsleerstof is kan men stoppen na elk onderdeel, afhankelijk van de mogelijkheden van de klasgroep.
5
Minimale materiële vereisten
Het noodzakelijke materiaal kan men opsplitsen in twee groepen. De infrastructuur van het gebruikte vaklokaal
en het proevenmateriaal voor demonstratieproeven.
5.1
Inrichting van het lokaal
De leraar beschikt over een ruime en goed uitgeruste demonstratietafel met water- en energievoorziening. Een
computer met interface en dataprojector en een aantal sensoren behoren tot de normale uitrusting van een
modern fysicalabo. Een aantal computers voor actief gebruik door leerlingen bieden eveneens een grote
meerwaarde (zie 3.6). Verder is er een overheadprojector en projectiescherm voor het gebruik van
transparanten.
De leerlingen zitten of werken aan horizontale tafels. In het lokaal zijn voldoende elektrische aansluitingen en
waterkranen met afvoerbak aanwezig. De werktafels kunnen zich ook tegen energiezuilen bevinden met de
bovengenoemde voorzieningen. Het lokaal moet verduisterd kunnen worden in verband met proeven optica en
projectie. Binnen in het lokaal of aangrenzend, moet voldoende bergingsmogelijkheid aanwezig zijn voor het
proevenmateriaal.
5.2
Proevenmateriaal
Voor het uitvoeren van demonstratieproeven wordt een beknopte opsomming gegeven van het nodige materiaal.
Naast het basismateriaal zoals statieven, glaswerk (bekers en dergelijke) en toestellen (bv. spanningsbron)
beschikt men bij voorkeur over onderstaand specifiek materiaal voor het uitvoeren van demonstratieproeven.
De leerlingenproeven vermeld bij de leerinhouden moeten minimum worden uitgevoerd. Deze proeven vereisen
relatief eenvoudig materiaal en toestellen. Het leerlingenmateriaal kan dus in veelvoud worden aangeschaft
zodanig dat de werkgroepjes voor het practicum uit twee of maximaal drie leerlingen bestaan.
34
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
EERSTE LEERJAAR
Specifiek materiaal
Inleiding
•
meettoestellen en voorwerpen voor meting van lengte, volume, massa, tijd en temperatuur
Algemene eigenschappen van de materie en het deeltjesmodel
•
materiaal voor het bepalen van de massadichtheid bij vaste stoffen, vloeistoffen en gassen
•
voorwerpen en producten ter illustratie van het deeltjesmodel
*
leerlingenmateriaal voor het bepalen van de massadichtheid van een stof
Optica
•
basismateriaal dat toelaat demonstratieproeven uit te voeren in verband met rechtlijnige voortplanting,
terugkaatsing en breking van het licht
*
opticasets voor het uitvoeren van leerlingenproeven in verband met terugkaatsing en breking
Krachten
•
veren, schijfmassa’s, dynamometers
*
leerlingenmateriaal voor het bepalen van de krachtconstante van een veer
TWEEDE LEERJAAR
Specifiek materiaal
Kracht en beweging
*
leerlingenmateriaal dat toelaat de wetmatigheden bij de eenparige rechtlijnige beweging af te leiden.
Arbeid, energie, vermogen
•
hellend vlak
•
materiaal om energieomzetting aan te tonen, bijvoorbeeld wiel van Maxwell (jojo), radiometer van Crookes,
dynamo
*
leerlingenmateriaal voor een proef i.v.m. arbeid en/of energie en/of vermogen
Druk
•
toestellen en voorwerpen om de druk aan te tonen op vaste stoffen, op en in vloeistoffen en gassen met
inbegrip van het meten van de luchtdruk
Gaswetten
•
materiaal voor het verifiëren van gaswetten
*
leerlingenmateriaal voor het proefondervindelijk afleiden van één van de gaswetten
Warmte en energie
•
calorimeter met thermometer
2de graad aso
AV Fysica
35
D/2006/0279/056
*
leerlingenmateriaal voor het bepalen van de specifieke warmtecapaciteit van een vaste stof of vloeistof
Faseovergangen
•
calorimeter, producten
*
leerlingenmateriaal voor het experimenteel bepalen van de specifieke smeltingswarmte of specifieke verdampingswarmte van een stof
Voor uitvoeriger informatie in verband met didactische infrastructuur en materiaal voor fysica verwijzen we naar
de brochures (mei 1993 en maart 1996) die werden uitgegeven in het kader van het Actieplan voor
Natuurwetenschappen door het VVKSO (zie rubriek 7 Bibliografie).

Leerplannen van het VVKSO zijn het werk van leerplancommissies, waarin begeleiders, leraren en
eventueel externe deskundigen samenwerken.
Op het voorliggende leerplan kunt u als leraar ook reageren en uw opmerkingen, zowel positief
als negatief, aan de leerplancommissie meedelen via e-mail ([email protected]).
Vergeet niet te vermelden over welk leerplan u schrijft: vak, studierichting, graad, nummer.
Langs dezelfde weg kunt u zich ook aanmelden om lid te worden van een leerplancommissie.
In beide gevallen zal de coördinatiecel leerplannen zo snel mogelijk op uw schrijven reageren.
6
Evaluatie
“Evaluatie heeft tot doel na te gaan of de doelstellingen van het onderwijs werden bereikt, teneinde op grond
hiervan beslissingen te nemen” (Standaert R. en Troch F., 1990, Leren en onderwijzen p. 233, Leuven, Acco).
De natuurwetenschappen in het algemeen en de fysica in het bijzonder zijn buiten hun specifieke domein
cultuurscheppend en bepalend. Daardoor heeft ‘fysica als leervak’ een bredere betekenis gekregen en zijn de na
te streven doelstellingen verruimd (Het vak niet als doel, maar als middel). De inhouden van het vak als
gereedschap om iets met die kennis, inzicht, attitudes en vaardigheden in andere domeinen maar ook buiten de
school te doen. Niet enkel als voorbereiding op een vervolgopleiding, maar ook om beter te functioneren in de
leefwereld.
De vaardigheden: structureren, analyseren, kritisch verwerken, plannen, oriënteren, reflecteren, worden vertaald
naar het eigen vakgebied. Ze inoefenen en toepassen heeft zijn gevolgen voor de vraagstelling bij zelfstandige
opdrachten, toetsen en proefwerken. Ze vergroten de betrokkenheid van de leerlingen bij het leerproces (leerstof
verwerken en het leerproces sturen) en kunnen een bijdrage leveren aan het leren leren.
Zo kan men bij het geven van huiswerk een onderscheid maken tussen leer- en maakwerk. Bij het opstellen van
toetsen kan men naast de schoolse opgaven (open vragen, denkvragen, meerkeuzetoetsen, vraagstukken)
gebruik maken van contexten. Een context beschrijft een actuele en herkenbare praktijksituatie. Uit zo een
situatiebeschrijving halen leerlingen informatie, waarop ze aangeleerde vaardigheden kunnen toepassen, vragen
kritisch beantwoorden (bv. ethische aspecten) en opdrachten afwerken. Dergelijke huiswerken of toetsen worden
als een zinvolle inspirerende uitdaging ervaren.
Bij de proefwerken gaat het niet uitsluitend om de controle van de leerprestaties, maar om het vaststellen in
welke mate de leerlingen de vakspecifieke doelstellingen beheersen. Daarom moeten de vragen en opdrachten
zo goed mogelijk verdeeld zijn over alle mogelijke combinaties van leerstof en vaardigheden die door de
leerplandoelstellingen worden nagestreefd.
Proefwerkvragen dienen gevarieerd te zijn naar vorm en inhoud (reproductie, open vragen, denkvragen,
vraagstukken, meerkeuzetoetsen, ...) en zo opgesteld te worden dat iedereen kan scoren maar het geheel toch
voldoende discriminerend werkt. Dit is belangrijk om een betrouwbaar inzicht in de mogelijkheden van de
leerlingen te krijgen.
Vermits fysica een experimenteel vak is, zal men trachten het beoordelen van de experimentele vaardigheden bij
de evaluatie te betrekken. Dit kan permanent gebeuren bij het observeren van de uitvoering van
36
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
leerlingenproeven en de beoordeling van de verslaggeving. Maar indien men demonstratie- en leerlingenproeven
belangrijk vindt, moet er ook iets van terug te vinden zijn in de vraagstelling van de proefwerken.
Minstens zo belangrijk als de inhoud van een proefwerk, is de wijze waarop het wordt ingericht. Men dient te
voorkomen dat leerlingen het gevoel krijgen dat het allemaal ‘buiten hen om gebeurt’. De leerlingen moeten
weten wat van hen verwacht wordt. Het gaat niet alleen om verboden en geboden, maar ook om de beschikbare
tijd en hoe hun resultaten beoordeeld gaan worden.
Om na te gaan in welke mate deze doelstellingen door de leerlingen bereikt zijn, mag de evaluatie niet alleen op
het cognitieve vlak gericht zijn maar ook op het motorische en affectieve. Het beoordelen krijgt een bredere
betekenis. Ze moet meer gebruikt worden bij de begeleiding en advisering van leerlingen en minder voor een
selectie.
Problemen in verband met het bereiken van affectieve (egoïsme, sociaal contact, gebrek aan samenwerking...)
en motorische (gebrek aan beheersing, onhandigheid, coördinatie,...) doelstellingen moeten door observatie
worden vastgelegd.
Tot slot kunnen bij de argumenten die tot de eindevaluatie hebben geleid, aanwijzingen en suggesties gegeven
worden die het verdere leerproces van de leerling bevorderen.
7
Bibliografie
Schoolboeken
De leraar zal de catalogi van de verschillende uitgeverijen raadplegen.
Uitgaven van pedagogisch-didactische centra en navormingscentra
•
Actieplan natuurwetenschappen, VVKSO, Brussel, maart 1993.
•
Didactische infrastructuur voor het onderwijs in de natuurwetenschappen, VVKSO, Brussel, mei 1993.
•
Didactisch materiaal voor het onderwijs in de natuurwetenschappen, VVKSO, Brussel, maart 1996.
•
Centrum voor didactische vernieuwing (CDV), Pius X-instituut, VIIde Olympiadelaan 25, Antwerpen.
•
Eekhoutcentrum, Didactisch Pedagogisch Centrum, Universitaire Campus, 8500 Kortrijk.
•
DINAC, Bonnefantenstraat 1, 3500 Hasselt.
•
PEDIC, Coupure Rechts 314, 9000 Gent.
•
Vliebergh-Sencieleergangen: Fysica, Naamsestraat 61, 3000 Leuven.
•
CNO, Campus Drie Eiken, Universiteitsplein 1, 2610 Wilrijk.
•
Kenniscentrum KaHo Sint-Lieven, Aalst, Gent, Sint Niklaas.
•
COMPahs, Arteveldehogeschool, Gent.
Tijdschriften
•
VELEWE, Tijdschrift van de vereniging van leraars in de wetenschappen, Molenveldwijk 30, 3271 Zichem.
•
Exaktueel, Tijdschrift voor natuurkundeonderwijs (fysica in de krant), Afdeling Didactiek Natuurkunde KUN,
Toernooiveld 1, 6525 ED Nijmegen.
•
NVOX, Tijdschrift voor natuurwetenschappen op school, Westerse Drift 77, 9752 LC Haren.
•
Impuls (NL) is een driemaandelijks blad van het APS voor leraren en toa's natuur-, scheikunde en biologie
die lesgeven in de basisvorming en (de bovenbouw van) het vmbo
(via http://www.aps.nl/APSsite/Marktvensters/Natuur+en+Techniek/impuls/ alle informatie)
•
Natuur Wetenschap& Techniek. Wetenschapsmagazine. Postbus 256, 1110 AG Diemen Nederland.
Naslagwerken
•
INAV, Informatieboek voor natuurwetenschappen in Vlaanderen, Plantyn.
2de graad aso
AV Fysica
37
D/2006/0279/056
•
Wetenschappelijk Vademecum, Een synthese van de leerstof chemie en fysica, Pelckmans, 1998.
•
Cahiers voor didactiek, Tijd voor fysicavraagstukken, Wolters/Plantyn, 1999.
•
Werken met Grootheden en Wettelijke Eenheden, A. Angenon, die Keure, 1999.
Digitaal materiaal
•
Raadpleeg hiervoor het internet, waar op een aantal sites (onder andere van de DPB’s) overzichten
gegeven worden. Ook op elektronische leeromgevingen (eloV, http://elov.vvkso.be, of Smartschool,
http://dpbso.smartschool.be/ ) vind je veel interessant ondersteunend lesmateriaal.
8
Eindtermen1
8.1
Gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen
Gemeenschappelijke eindtermen gelden voor het geheel van de wetenschappen en worden op een voor de
tweede graad aangepast beheersingsniveau aangeboden.
8.1.1
Onderzoekend leren/leren onderzoeken
Met betrekking tot een concreet wetenschappelijk of toegepast wetenschappelijk probleem, vraagstelling of
fenomeen kunnen de leerlingen
1
relevante parameters of gegevens aangeven, hierover informatie opzoeken en deze oordeelkundig
aanwenden.
2
een eigen hypothese (bewering, verwachting) formuleren een aangeven hoe deze kan worden onderzocht.
3
voorwaarden en omstandigheden die een hypothese (bewering, verwachting) weerleggen of ondersteunen,
herkennen of aangeven.
4
ideeën en informatie verzamelen om een hypothese (bewering, verwachting) te testen en te illustreren.
5
omstandigheden die een waargenomen effect kunnen beïnvloeden, inschatten.
6
aangeven welke factoren een rol kunnen spelen en hoe ze kunnen worden onderzocht.
7
resultaten van experimenten en waarnemingen afwegen tegenover de te verwachte, rekening houdende
met de omstandigheden die de resultaten kunnen beïnvloeden.
8
resultaten van experimenten en waarnemingen verantwoord en bij wijze van hypothese, veralgemenen.
9
experimenten of waarnemingen in klassituaties met situaties uit de leefwereld verbinden.
10
doelgericht, vanuit een hypothese of verwachting, waarnemen.
11
waarnemings- en andere gegevens mondeling en schriftelijk verwoorden en weergeven in tabellen,
grafieken, schema’s of formules.
12
alleen of in groep, een opdracht uitvoeren en er een verslag over uitbrengen.
1
Zie ook 4 Leerplandoelstellingen, leerinhouden en didactische wenken.
38
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
8.1.2
Wetenschap en samenleving
De leerlingen kunnen met betrekking tot vakinhouden van de vakspecifieke eindtermen
13
voorbeelden geven van mijlpalen in de historische en conceptuele ontwikkeling van de
natuurwetenschappen en ze in een tijdskader plaatsen.
14
met een voorbeeld verduidelijken hoe de genese en de acceptatie van nieuwe begrippen en theorieën
verlopen.
15
de wisselwerking tussen de natuurwetenschappen, de technologische ontwikkeling en de
leefomstandigheden van de mens met een voorbeeld illustreren.
16
een voorbeeld geven van nadelige (neven)effecten van natuurwetenschappelijke toepassingen.
17
met een voorbeeld sociale en ecologische gevolgen van natuurwetenschappelijke toepassingen illustreren.
18
met een voorbeeld illustreren dat economische en ecologische belangen de ontwikkeling van de
natuurwetenschappen kunnen richten, bevorderen of vertragen.
19
met een voorbeeld de wisselwerking tussen natuurwetenschappelijke en filosofische opvattingen over de
werkelijkheid illustreren.
20
met een voorbeeld verduidelijken dat natuurwetenschappen behoren tot cultuur, nl. verworven opvattingen
die door meerdere personen worden gedeeld en die aan anderen overdraagbaar zijn.
21
met een voorbeeld de ethische dimensie van natuurwetenschappen illustreren.
8.1.3
Attitudes
De leerlingen
*22
zijn gemotiveerd om een eigen mening te verwoorden.
*23
houden rekening met de mening van anderen
*24
zijn bereid om resultaten van zelfstandige opdrachten objectief voor te stellen.
*25
zijn bereid om samen te werken.
*26
onderscheiden feiten van meningen of vermoedens.
*27
beoordelen eigen werk en werk van anderen kritisch en objectief.
*28
trekken conclusies die ze kunnen verantwoorden.
*29 hebben aandacht voor het correct en nauwkeurig gebruik van wetenschappelijke terminologie, symbolen,
eenheden en data.
*30 zijn ingesteld op het veilig en milieubewust uitvoeren van een experiment.
*31
houden zich aan de instructies en voorschriften bij het uitvoeren van opdrachten.
2de graad aso
AV Fysica
39
D/2006/0279/056
8.2
Vakgebonden eindtermen fysica
8.2.1
Algemene eindtermen
Algemene eindtermen zijn vakgebonden eindtermen die niet aan één welbepaalde vakinhoud zijn gebonden.
De leerlingen kunnen
F1 voor alle grootheden:

deze grootheid benoemen;

de eenheid aangeven.
voor de grootheden gemerkt (*) in de rechterkolom:

deze grootheid definiëren in woorden en met behulp van de formule de eenheid aangeven;

het verband leggen tussen deze eenheid en de basiseenheden uit het SI-eenhedenstelsel;

de formule toepassen.
Grootheid
Symbool
Eenheid
Massa
m
kg
Lengte
l
m
b
h
d, 
r
s
x, s
breedte
hoogte, diepte
dikte
straal
middellijn
positie, plaats
Tijd
t
s
Temperatuur
T, ()
K
Oppervlakte
A
m²
Volume
V
m³
Dichtheid

kg/m³
Verplaatsing
x, s, l
m
Snelheid
v
m/s
Kracht
F
N
Krachtconstante
k
N/m
Arbeid
W
J
40
D/2006/0279/056
Formule
 = m/V
*
v = x/t =s/t
*
W = Fxx = Fss
*
2de graad aso
AV Fysica
Grootheid
Symbool
E
Energie
Eenheid
Formule
J
potentiële gravitatieenergie
Epot = mgh
kinetische energie
Ekin = mv²/2
*
*
P = W/t
*
 = Enut/Etota
*
Vermogen
P
Rendement

Druk
p
Pa
Warmtehoeveelheid
Q
J
Warmtecapaciteit
C
J/K
C = Q/T
*
Soortelijke
warmtecapaciteit
c
J/kgK
c = Q/mT
*
W
p = F/A
F2 volgende wetten in formule vorm toepassen:

hydrostatische druk p = gh

ideale gaswet pV/T = constante

wet van Hooke F = kl
F3 de grootteorde van fysische grootheden aangeven.
F4 de gepaste apparatuur gebruiken om lengte, tijd, massa, kracht, druk, en temperatuur te meten.
F5 de meest gebruikte metrische voorvoegsels gebruiken.
F6 fysische informatie in gedrukte bronnen en langs elektronische weg opzoeken en verwerken.
F7 studie- en beroepsmogelijkheden i.v.m. fysica opnoemen en er enkele algemene kenmerken van aangeven.
8.2.2
Vakinhoudelijke eindtermen
De inhoudelijke eindtermen worden gerealiseerd in leersituaties die op een evenwichtige wijze steunen op de
pijlers van fysica als wetenschap, als maatschappelijk verschijnsel en als toegepaste en praktische wetenschap.
8.2.2.1
Kracht en beweging
De leerlingen kunnen
F8
een kracht als oorzaak van vervorming en als oorzaak van de verandering van de bewegingstoestand van
een voorwerp in een concrete situatie herkennen.
F9
een vervorming of een verandering van bewegingstoestand toeschrijven aan de inwerking van een kracht.
2de graad aso
AV Fysica
41
D/2006/0279/056
F10 het belang van het vectorieel karakter van een kracht toelichten.
F11 krachten volgens dezelfde richting samenstellen.
F12 de vervorming van een volkomen elastisch systeem uitdrukken in termen van de uitgeoefende kracht, dit
verband grafisch voorstellen en met een voorbeeld illustreren.
F13 voorbeelden van verschillende soorten krachten en toepassingen ervan noemen.
F14 het begrip druk afleiden uit kracht en oppervlakte en de grootte berekenen.
F15 voor een eenparige rechtlijnige beweging de snelheid berekenen en deze beweging grafisch voorstellen.
F16 voor een rechtlijnige beweging de verandering van snelheid omschrijven.
8.2.2.2
Arbeid, energie en vermogen
De leerlingen kunnen
F17 de begrippen arbeid, energie en vermogen correct gebruiken en in concrete situaties omschrijven.
F18 de arbeid berekenen bij een constante kracht die evenwijdig is met de verplaatsing.
F19 de gravitatie-potentiële energie bij het aardoppervlak, elastische potentiële energie en de kinetische
energie van een voorwerp berekenen.
F20 mechanische energie en andere vormen van energie herkennen en aangeven in concrete situaties.
F21 in concrete situaties omzettingen van energie beschrijven en het rendement berekenen.
F22 de wet van behoud van energie algemeen formuleren en illustreren met concrete voorbeelden.
8.2.2.3
Warmte
De leerlingen kunnen
F23 met het deeltjesmodel van de materie het begrip inwendige energie uitleggen en de gevolgen beschrijven
als er warmte-uitwisseling optreedt.
F24 de begrippen warmtecapaciteit en soortelijke warmtecapaciteit kwalitatief gebruiken.
8.2.2.4
Opbouw van de materie: kinetisch model van de materie
De leerlingen kunnen
F25 het deeltjesmodel van de materie beschrijven en met behulp van dit model aggregatietoestanden en
faseovergangen en druk van een gas verklaren.
F26 dichtheid van een stof berekenen en beschrijven hoe de dichtheid experimenteel kan worden bepaald.
F27 de druk in een vloeistof verklaren en de grootte ervan berekenen.
F28 de kinetische opvatting voor een gas van het begrip temperatuur beschrijven en in verband brengen met
het absolute nulpunt.
42
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
F29 het verband tussen de toestandsfactoren druk, volume en temperatuur van een bepaalde hoeveelheid gas
aangeven en grafisch het verband tussen twee toestandsfactoren weergeven.
8.3
Decretale specifieke eindtermen
Alle vakken
Structuren
Biologie
(10)
Systemen
16-17-18-1920-21
22
Genese
Aardrijkskunde
7-8-9-10
10-11-12-13-1415
23
24-25
Natuurwet.Maatschappij
26-28-29-30
Onderzoek
31-32-33-3435-36
8.3.1
Fysica
1-2-3-4-5-6
Interacties
Tijd
Chemie
27
Structuren
De leerlingen kunnen
1
op verschillende schaalniveaus structuren beschrijven en telkens situeren op een grootteorde schaal van atoom
tot heelal.
2
bestudeerde structuren met een visueel model voorstellen.
3
twee- en driedimensionale voorstellingen van bestudeerde structuren interpreteren.
4
verbanden leggen tussen structuren op verschillende schaalniveaus.
5
aantonen dat eigenschappen van structuren kunnen afhangen van het aantal, de aard en de ruimtelijke
organisatie van de bouwstenen.
6
uit experimentele of andere gegevens bestudeerde structuren en stoffen volgens samenstelling, bouw of functie
classificeren en uit deze classificatie eigenschappen afleiden.
8.3.2
Interacties
De leerlingen kunnen
7
voor diverse voorbeelden van natuurwetenschappelijke processen in het dagelijks leven materieomzettingen in
massa en stofhoeveelheden berekenen.
8
experimenteel aantonen dat atomen naar aard behouden blijven tijdens opeenvolgende chemische reacties.
9
interacties tussen stoffen experimenteel onderzoeken en op corpusculair niveau beschrijven.
10
energieomzettingen identificeren voor diverse voorbeelden van natuurwetenschappelijke processen in het
dagelijks leven.
11
de formule voor potentiële energie in het zwaarteveld afleiden en het behoud van mechanische energie in dit
veld met voorbeelden kwantitatief en experimenteel aantonen.
2de graad aso
AV Fysica
43
D/2006/0279/056
12
13
14
15
de wet van behoud van energie op enkele schaalniveaus kwalitatief illustreren in processen waarbij één
energievorm in twee andere wordt getransformeerd.
energieomzettingen bij beweging van materie kwalitatief beschrijven.
transport van materie als gevolg van een gradiënt kwalitatief beschrijven.
energietransport op enkele schaalniveaus illustreren.
8.3.3
Systemen
De leerlingen kunnen
16
met voorbeelden toelichten hoe levende wezens uit een onderzocht biotoop aan de omgeving zijn aangepast en
de plaats die ze daar innemen aangeven.
17
door terreinstudie in een biotoop/geotoop biotische, abiotische en antropogene factoren inventariseren en de
gegevens verwerken en interpreteren.
18
relaties aantonen tussen biotische, abiotische en antropogene factoren binnen een ecosysteem.
19
met voorbeelden terugkoppeling en homeostase aantonen in een organisme.
20
voorbeelden geven van factoren die de stabiliteit en de successie van een ecosysteem beïnvloeden.
21
enkele materiekringlopen en energiedoorstroming in ecosystemen schematisch voorstellen.
8.3.4
Tijd
De leerlingen kunnen
22
op verschillende schaalniveaus structuren, processen en systemen in een relatief tijdsperspectief plaatsen.
23
met voorbeelden aantonen dat organismen aangepast zijn aan cyclisch weerkerende verschijnselen.
8.3.5
Genese en ontwikkeling
De leerlingen kunnen
24
de problematiek van de afbakening tussen levenloze materie en levende organismen illustreren.
25
informatie opzoeken over uitgestorven levensvormen en deze levensvormen situeren
classificatiesysteem.
8.3.6
in
een
Natuurwetenschap en maatschappij
De leerlingen kunnen
26
informatie over wetenschappers, over belangrijke experimenten of natuurwetenschappelijke terminologie
opzoeken en historisch situeren.
27
een wetenschappelijk model in een historische context plaatsen.
28
informatie uit media en literatuur toetsen aan wetenschappelijke kennis.
29
wetenschappelijke principes in technische realisaties herkennen.
30
illustreren hoe toepassingen van wetenschappelijke kennis leiden tot veranderingen in de samenleving.
8.3.7
Onderzoekscompetentie
De leerlingen kunnen
31
onder begeleiding voor een gegeven onderzoeksprobleem onderzoeksvragen formuleren.
32
op basis van geselecteerde bronnen voor een gegeven onderzoeksvraag, op een systematische wijze informatie
verzamelen en ordenen.
33
onder begeleiding een gegeven probleem met een aangereikte methode onderzoeken.
34
onder begeleiding onderzoeksresultaten verwerken, interpreteren en conclusies formuleren.
44
D/2006/0279/056
2de graad aso
AV Fysica
35
volgens een gegeven stramien over de resultaten van de eigen onderzoeksactiviteit rapporteren.
36
onder begeleiding reflecteren over de bekomen onderzoeksresultaten en over de aangewende methode.
2de graad aso
AV Fysica
45
D/2006/0279/056