LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS Vak: 2/2 lt/w AV Chemie Basisvorming en specifiek gedeelte Studierichting: Techniek-wetenschappen Studiegebied: Chemie Onderwijsvorm: TSO Graad: tweede graad Leerjaar: eerste en tweede leerjaar Leerplannummer: 2012/031 (vervangt 2004/028) Nummer inspectie: 2012/739/1//D (vervangt 2004 / 30 // 1 / I / SG / 1 / II / / D/) pedaGOgische begeleidingsdienst Emile Jacqmainlaan 20 1000 Brussel TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 1 INHOUD Inhoud ......................................................................................................................................................1 Visie .........................................................................................................................................................2 Beginsituatie ...........................................................................................................................................3 Algemene doelstellingen .......................................................................................................................4 Leerplandoelstellingen/leerinhouden/specifieke pedagogisch-didactische wenken .....................6 Algemene pedagogisch-didactische wenken ....................................................................................28 Algemene leerlijn voor natuurwetenschappen .......................................................................................28 Overzicht van de leerstof in het leerplan ................................................................................................29 VOET ......................................................................................................................................................30 Het open leercentrum en de ICT-integratie ............................................................................................31 Minimale materiële vereisten ..............................................................................................................35 Evaluatie ................................................................................................................................................36 Bibliografie ............................................................................................................................................39 TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) VISIE Wetenschappen voor de burger van morgen Wetenschappen zijn een belangrijke component van onze cultuur. Ze reiken niet alleen middelen en methoden aan om de materiële werkelijkheid te begrijpen, maar ook om deze werkelijkheid te veranderen in overeenstemming met de menselijke noden. Wetenschappen bepalen in belangrijke mate het wereldbeeld van de maatschappij. Omgekeerd hebben waarden en opvattingen die in de samenleving leven ook een invloed op de wetenschappen en op hun ontwikkeling. Wetenschappen in de basisvorming beoogt de natuurlijke nieuwsgierigheid van jongeren tegenover de hen omringende wereld te stimuleren en te ondersteunen door er een wetenschappelijke fundering aan te geven. Dit gebeurt door hen in beperkte mate te introduceren in verschillende benaderingen van de natuurwetenschappen, namelijk: wetenschappen als middel om toestanden en verschijnselen uit de dagelijkse ervaringswereld te verklaren. Hier gaat het om het leggen van de verbinding tussen praktische toepassingen uit het dagelijkse leven en natuurwetenschappelijke kennis; wetenschappen als middel om op proefondervindelijke wijze gefundeerde kennis over de werkelijkheid te vinden. Het gaat dan om het ontwikkelen van een rationeel en objectief raamwerk voor het oplossen van problemen en het begrijpen van concepten die de verschillende natuurwetenschappelijke disciplines met elkaar verbinden; wetenschappen als middel om via haar technische toepassingen de materiële leefomstandigheden te verbeteren. Leerlingen herkennen hoe natuurwetenschappelijke ontwikkelingen invloed hebben op hun persoonlijke, sociale en fysieke omgeving; wetenschappen als cultuurverschijnsel en natuurwetenschap als mensenwerk. Leerlingen hebben notie van historische, filosofische, sociale en ethische aspecten van de natuurwetenschappen. Hierdoor zien en begrijpen ze relaties met andere disciplines. De leerlingen van de basisvorming met specifiek gedeelte worden voorbereid om als burger deel te nemen aan een moderne duurzame kennismaatschappij. In een steeds veranderende maatschappij zullen zij een actieve rol spelen als burger en als gebruiker van wetenschappelijke kennis. Zij beschikken over wetenschappelijke vaardigheden en zij zijn voldoende communicatievaardig om de relaties tussen wetenschappen en de contextgebieden: duurzaamheid, cultuur en maatschappij te duiden. Zo zal de leerling ook verschillende attitudes nodig hebben om levenslang te leren, om in groep of zelfstandig, nauwkeurig en milieubewust te werken. De nadruk bij het specifiek gedeelte wordt gelegd op de grotere diepgang van sommige onderwerpen, op het aanbieden van een groter aantal contexten en van meer begeleide experimenten en zelfstandige opdrachten. 2 TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) BEGINSITUATIE Alle leerlingen die de tweede graad aanvatten, hebben de leerplandoelstellingen van het vak natuurwetenschappen van de eerste graad (A-stroom) bereikt. Tijdens de lessen natuurwetenschappen hebben ze kennis gemaakt met enkele kernbegrippen van materie, energie, interactie tussen materie en energie en systemen. Verschijnselen uit de niet-levende en de levende natuur komen beide aan bod. De begrippen atoom en molecule en het deeltjesmodel komen reeds aan bod in de eerste graad. Naast inhoudelijke leerplandoelstellingen hebben de leerlingen ook een aantal wetenschappelijke vaardigheden en informatievaardigheden ingeoefend. De leerlingen uit de basisopties Industriële wetenschappen, Latijn en Moderne wetenschappen hebben ruimer kennis kunnen maken met wetenschappelijke vaardigheden, de wetenschappelijke methode en leren onderzoeken tijdens het wetenschappelijk werk natuurwetenschappen. Het is duidelijk dat we in de tweede graad starten met leerlingen die op een verschillend niveau vaardigheden hebben ingeoefend naargelang de gekozen basisoptie. 3 TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) ALGEMENE DOELSTELLINGEN Deze doelstellingen stemmen overeen met eindtermen die gelden voor het geheel van de wetenschappen in de tweede graad TSO. Ze worden op een voor de tweede graad aangepast beheersingsniveau aangeboden. Ze worden, telkens waar mogelijk, in concrete lesdoelstellingen omgezet. ONDERZOEKEND LEREN Met betrekking tot een concreet natuurwetenschappelijk of toegepast natuurwetenschappelijk probleem, vraagstelling of fenomeen, kunnen de leerlingen; 1 relevante parameters of gegevens aangeven en hierover doelgericht informatie opzoeken; 2 een eigen hypothese (bewering, verwachting) formuleren en aangeven waarop deze steunt; 3 omstandigheden die een waargenomen effect kunnen beïnvloeden, inschatten; 4 resultaten van experimenten en waarnemingen afwegen tegenover de verwachte resultaten, rekening houdende met de omstandigheden die de resultaten kunnen beïnvloeden; 5 experimenten of waarnemingen in klassituaties met situaties uit de leefwereld verbinden; 6 doelgericht, vanuit een hypothese of verwachting, waarnemen; 7 alleen of in groep waarnemings- en andere gegevens mondeling of schriftelijk verwoorden; 8 alleen of in groep, een opdracht uitvoeren en er verslag over uitbrengen; 9 informatie op elektronische dragers raadplegen en verwerken; 10 een chemisch verschijnsel of proces met behulp van een model voorstellen en uitleggen; 11 in het kader van een experiment een meettoestel aflezen; 12 samenhangen in schema’s of andere ordeningsmiddelen weergeven. WETENSCHAP EN SAMENLEVING De leerlingen kunnen 13 voorbeelden geven van mijlpalen in de historische en conceptuele ontwikkeling van de natuurwetenschappen (i.c. chemie) en ze in een tijdskader plaatsen; 14 de wisselwerking tussen de natuurwetenschappen (i.c. chemie), de technologische ontwikkeling en de leefomstandigheden van de mens met een voorbeeld illustreren; 15 een voorbeeld geven van positieve en nadelige (neven)effecten van natuurwetenschappelijke (i.c. chemische) toepassingen; 16 met een voorbeeld sociale en ecologische gevolgen van natuurwetenschappelijke (i.c. chemische) toepassingen illustreren; 17 met een voorbeeld illustreren dat economische en ecologische belangen de ontwikkeling van de natuurwetenschappen (i.c. chemie) kunnen richten, bevorderen of vertragen; 18 met een voorbeeld verduidelijken dat natuurwetenschappen (i.c. chemie) behoren tot cultuur, nl. verworven opvattingen die door meerdere personen worden gedeeld en die aan anderen overdraagbaar zijn; 19 met een voorbeeld de ethische dimensie van natuurwetenschappen (i.c. chemie) illustreren en een eigen standpunt daaromtrent argumenteren; 20 het belang van chemie in het beroepsleven illustreren; 21 natuurwetenschappelijke (i.c. chemische) kennis veilig en milieubewust toepassen bij dagelijkse activiteiten en observaties. 4 TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 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 correcte en nauwkeurige gebruik van wetenschappelijke ologie, 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; 32 hebben aandacht voor de eigen gezondheid en die van anderen. Met het oog op de controle door de inspectie werden de attitudes met een * aangeduid. 5 TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 6 LEERPLANDOELSTELLINGEN/LEERINHOUDEN/SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Bij elke leerplandoelstelling wordt in de eerste kolom een verwijzing gemaakt naar één van de volgende symbolen: G: het nummer van de gemeenschappelijke eindterm natuurwetenschappen; U: leerplandoelstellingen die cursief staan zijn bedoeld als een mogelijke uitbreiding en zijn niet verplicht; De uitvoering van minimaal twee leerlingenproeven in de tweede graad is verplicht, de leerplandoelstellingen i.v.m. leerlingenproeven zijn suggesties. Specifieke pedagogisch-didactische wenken Demonstratie en observatie dienen als basis voor de realisatie van de leerinhouden. Lessen zoveel als mogelijk benaderen vanuit de leefwereld van de leerling of van uit de actualiteit. De leerinhouden staan in de rechterkolom bij de doelstellingen. De wenken zijn per deel geformuleerd en bieden een ondersteuning. Voor bijkomende Informatie over leerlingenproeven en leerinhouden alsook voor interessante internetsites en linken kan je terecht op de virtuele klas van chemie (smartschool GO!). Bij elk onderdeel staan na de wenken enkele mogelijke proeven; hieruit kunnen leerlingenpractica en/of demoproeven gekozen worden. Deze proeven kunnen eventueel opgenomen worden in het vak toegepaste chemie (specifiek gedeelte) en daar aan bod komen. Alle practica worden best binnen de vakgroep afgesproken om de inhoud en de practica zo goed mogelijk op elkaar af te stemmen. 1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN STOFFEN EN MENGSELS G18, 20 1 in algemene termen aangeven wat de chemie bestudeert. Verschil tussen chemie en fysica Sectoren van de chemische industrie Chemie in het dagelijks leven (film) G21, 16 2 veilig en verantwoord werken in het laboratorium. Laboreglement G14 3 het verschil aangeven tussen een voorwerp en een stof. Verschil tussen stof en voorwerp TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 7 LEERINHOUDEN 4 stoffen onderscheiden aan de hand van fysische en chemische eigenschappen. Fysische en chemische eigenschappen G 20 5 uitleggen dat de oorsprong van een zuivere stof, natuurlijk ontstaan of synthetisch bereid, geen invloed heeft op haar eigenschappen. Voorbeelden zoals: riet- en bietsuiker, CO2 G14 6 aan de hand van voorbeelden uitleggen wat het verschil is tussen een mengsel en een zuivere stof. Heterogeen en homogeen mengsel zoals emulsie, suspensie, oplossing … gasmengsel, aerosolen, rook G1-12 7 de oplosbaarheid van vaste stoffen, vloeistoffen en gassen in een vloeibaar oplosmiddel herkennen en beschrijven. Verschillende soorten mengsels G10 8 mengsels onderscheiden op basis van de componenten. Bijv: gefractioneerde destillatie van aardolie G14, 17 9 enkele scheidingstechnieken beschrijven. Scheidingstechnieken zoals filtratie, extractie, destillatie, chromatografie … Specifieke pedagogisch-didactische wenken In het vak natuurwetenschappen en technologische opvoeding in de eerste graad is reeds aandacht besteed aan grondstoffen, materialen en voorwerpen. De leerlingen hebben ook reeds kennis gemaakt met het begrip stof en het onderscheid tussen mengsel en zuivere stof geleerd. Er kan vertrokken worden vanuit het idee dat leerlingen zelf over chemie hebben, de vertoning van de video ‘Chemie voor vandaag en morgen’ van SIREV de video op http://chemistryallaboutyou.eun.org/ of vanuit posters (aan te vragen bijwww.Chemieoveral.nl). Mogelijke contexten: geneesmiddelen, drugs, huishoudproducten, onderzoek in de omgeving, wapens, giftige stoffen, kunststoffen versus natuurproducten. Aan de hand van een aantal dagelijkse gebruiksvoorwerpen het onderscheid uitleggen tussen een voorwerp en de stof(fen) waaruit dat voorwerp bestaat; proeven van of ruiken aan stoffen kan gevaarlijk zijn. De verschillen tussen stoffen zoals azijn, water, alcohol, ijzer, koper, zout, kristalsuiker, enz. zijn gebaseerd op fysische en chemische eigenschappen. Voorbeelden: rietsuiker en bietsuiker; CO2 uitstoot van wagens en CO2 in spuitwater en CO2 in adem. Enkele mengsels die in het dagelijkse leven voorkomen, worden bij voorkeur als voorbeelden gebruikt: dranken (o.a. spuitwater, limonade, wijn) voedingswaren (o.a. mayonaise), cosmetica (o.a. huidcrèmes). Mogelijke proeven Stoffen classificeren naar eigenschappen. Mengsels maken, bijv. krijt en water, olie en water, mayonaise maken (met en zonder mosterd), inkt en water, zout en rijst, zout in water, spuitwater…. Scheiden van zeewater (zout, zand, water); (filtratie en indamping). TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 8 Extractie van olie uit pindanoten (extractie). Koffie zetten (extractie en filtratie). Bladgroen uit bladeren (extractie en chromatografie). Destillatie van rode wijn kan als demo-experiment didactisch zeer waardevol zijn. Eventueel met de alcohol Grand Marnier maken: extractie van sinaasappelen en koffiebonen (+ suiker) in alcohol. http://www.solo-be/nl/recepten/zelf-grand-marnier-maken.htm. Van suikerbiet tot suiker (extractie – filtratie – adsorptie – filtratie – kristallisatie). DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN STOFFEN EN REACTIES G1 -12 10 vanuit experimenten chemische en fysische verschijnselen onderscheiden. Verschil tussen een chemisch en een fysisch verschijnsel 11 wet van behoud van elementen formuleren. Atomen, moleculen, G13 12 aan de hand van voorbeelden enkelvoudige en samengestelde stoffen herkennen op basis van hun opbouw. Enkelvoudige/samengestelde stoffen G18 13 het symbool schrijven als de naam gegeven is en de naam noemen als het symbool gegeven is van minstens twintig elementen. Belangrijkste elementen met hun symbolen U 14 correcte elementenvergelijkingen schrijven met aanduiding van de aggregatietoestand. Bijv. elementvergelijking: water waterstofgas + zuurstofgas (H,O)vl (H)g (O)g (v) voor vast, (vl) voor vloeibaar, (g) voor gasvormig en (aq)voor opgelost in water 15 door vergelijking van reactieschema’s het verschil uitleggen tussen een analyse en een synthese. Analyse en synthese 16 een elementair inzicht in de opbouw van het periodiek systeem aantonen. De metalen niet-metalen, de groepen, de periodes, 92 uniekeatoomsoorten, allotropie van C, S, P Lanthaniden, actiniden, transuranen en toepassingen Rangschikking volgens stijgende atoommassa TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) DECR. NR. G1-12 G 22*-32* LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 17 enkelvoudige en samengestelde stoffen op basis van fysicochemische kenmerken identificeren. 9 LEERINHOUDEN Practicum: identificatie van stoffen Specifieke pedagogisch-didactische wenken Leerlingen kennen de begrippen atoom, molecule en maakten kennis met het deeltjesmodel in de eerste graad. Als voorbeelden van chemische reacties kunnen omzettingen van eetwaren gekozen worden, (bijv. bakken en braden, zuur worden van melk en wijn, rijzen van deeg) aantasting van metalen, verbrandingsreacties, uitharding van gips, ontkalken van koffiezet en reinigen van sanitair. Stoffen die niet kunnen ontleed worden in andere stoffen noemt men enkelvoudige stoffen, stoffen die wel ontleed kunnen worden noemt men samengestelde stoffen( bv door elektrolyse van water ontstaat er waterstofgas en zuurstofgas, door verhitting van suiker ontstaat kool en water). Hierbij kan gebruik gemaakt worden van het deeltjesmodel. Wanneer een stof ontleedt wordt in andere stoffen, is dit een analyse; wanneer uit twee verschillende stoffen één nieuwe stof gevormd wordt, spreekt men van synthese. De materie is opgebouwd uit atomen. In enkelvoudige stoffen komen alleen atomen voor van één atoomsoort, in samengestelde stoffen komen minstens twee atoomsoorten voor. Een element is een atoomsoort. Atomen zijn uiterst kleine deeltjes die bij een chemische reactie niet vernietigd worden. In de natuur komen 92 atoomsoorten (elementen) voor; ze verschillen in grootte en in massa en worden voorgesteld door symbolen. De belangrijkste elementen: Cl, I, O, S, N, P, C, H, He, Ne, Ar, Na, Ca, Mg, Fe, Zn, Hg, Al, Pb, Cu, Ag, Au. Voorbeelden van samengestelde stoffen: waterstofchloride (H, Cl): verwijdering van cementresten, zwavelzuur (H, S, O): accu, natriumhydroxide (Na, O, H): ontstopper van afvoerbuizen, ammoniak (N, H): ontvettingsmiddel, calciumhydroxide (Ca, O, H): bepleisteren van muren, natriumchloride (Na, Cl): keukenzout, natriumwaterstofcarbonaat (Na, H, C, O): maagzout, calciumcarbonaat (Ca, C, O): krijt, marmer. De oorsprong van een zuivere stof (synthetisch bereid of in de natuur ontstaan) heeft geen invloed op haar eigenschappen. Om bij stoffen het onderscheid tussen het element en de enkelvoudige stof te maken, spreken we bv van zuurstof en zuurstofgas en bijv. van natrium en natriummetaal. Pas als de leerlingen duidelijk het verschil inzien tussen het element en de enkelvoudige stof, kan voor metalen de uitgang -metaal weggelaten worden. De elementen worden in het PSE gerangschikt volgens toenemende atoommassa waarbij rekening gehouden wordt met de eigenschappen van de overeenkomstige enkelvoudige stoffen. Het historisch belang van het periodiek systeem wordt uitgelegd: D. I. Mendelejev kon voorspellingen doen over het bestaan van (nog niet ontdekte) elementen en eigenschappen van de overeenstemmende stoffen. Waarneembare eigenschappen van metalen en niet-metalen zijn de fysische eigenschappen: aggregatietoestand bij kamertemperatuur, elektrische geleidbaarheid, warmtegeleiding, vervormbaarheid, …Hierbij kunnen bv kwik, zwavel en andere stoffen met speciale eigenschappen aan bod komen. In het PSE kunnen 18 groepen worden onderscheiden. Ze worden genummerd van 1 tot 18. De oude benaming (onderverdeling in a en b groepen) kan worden vermeld. Sommige groepen worden speciaal benoemd: alkalimetalen, aardalkalimetalen, edelgassen, halogenen. De rangschikking kan worden verduidelijkt door voor verschillende groepen de eigenschappen en de toepassingen toe te lichten. Bijv: edelgassen: inert, halogenen: in lampen, alkalimetalen: zachte, reactieve metalen … Hierbij kan gebruik gemaakt worden van het PSE met toepassingen (te TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 10 bestellen bij KVCV).Spectaculaire en gevaarlijke experimenten met alkalimetalen kunnen eventueel getoond worden aan de hand van filmpjes (http://www.periodicvideos.com/ ). Mogelijke proeven Identificatie van een aantal stoffen: geur, geleidbaarheid, aggregatietoestand, kristalvorm, dichtheid, kleur … (fysische kenmerken) brandbaarheid, ... (chemische kenmerken). Verwarmen van bv bakpoeder, suiker, ammoniumchloride, oplossen van een bruistablet in water met CO 2 ontwikkeling. Demoproef: reactie van ijzer(poeder) met zwavel: aantonen met magneet dat er geen ijzermetaal meer is. Demoproef: elektrolyse van water. Demoproef: in beker met water en fenolftaleïne: schaatsende natrium. Demoproef: in reageerbuis met laagje pentaan bovenop water: dansende natrium. Mogelijke informatieopdracht Van enkele enkelvoudige stoffen (bijvoorbeeld: diwaterstof, dizuurstof, trizuurstof, dichloor, dijood, diamant, grafiet, octazwavel, natrium, magnesium, aluminium, ijzer, zink, lood, koper, kwik, goud, zilver) kunnen één of meer van de volgende aspecten besproken worden: voorkomen, winning, bereiding, fysische eigenschappen, chemische eigenschappen, toepassingen. DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen KARAKTERISTIEKEN VAN CHEMISCHE REACTIES G1-12 G 22*-32* 18 de wet van behoud van massa aantonen. Practicum: wet van behoud van massa G13 19 de wet van behoud van massa bij chemische processen (wet van Bij een chemische reactie is de som van de massa’s van de Lavoisier) formuleren en toepassen. reagerende stoffen gelijk aan de som van de massa’s van de reactieproducten. 20 de wet van de constante massaverhoudingen in samengestelde stoffen (wet van Proust) verwoorden en toepassen. Tijdens de reactie tussen twee stoffen, reageren die uitgangsstoffen slechts in een bepaalde verhouding met elkaar. Is er één product teveel aanwezig, dan blijft dit na de reactie over. 21 de constante samenstelling van een samengestelde stof verklaren met het atoommodel van Dalton. Atoommodel van Dalton TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN 11 LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen 22 met voorbeelden en aan de hand van de begrippen molecule en atoom, verduidelijken wat een formule is. Een molecule is opgebouwd uit atomen, die in een bepaalde verhouding voorkomen. De formule of formule-eenheid (voor zouten) van een stof geeft aan welke atoomsoorten erin voorkomen en in welke verhouding. G10 23 reactievergelijkingen in evenwicht brengen. Termen reagens en reactieproducten en de pijl komen hier aan bod G2, 17, 19 24 de verbranding van een enkelvoudige stof herkennen als een oxidatie met zuurstofgas waarbij een oxide gevormd wordt. Verbranding van enkelvoudige stoffen, bv koolstof G2, 17,19 25 de verbranding van een samengestelde stof herkennen als een oxidatie met zuurstofgas waarbij verschillende oxiden gevormd worden. Verbranding van samengestelde stoffen, bv aardgas 26 gebruik maken van de gegeven formules om de reactievergelijking te schrijven van de verbranding van enkelvoudige en samengestelde stoffen. Formules en reactievergelijkingen G12 27 methoden aangeven om de zuurgraad van een oplossing vast te stellen en op basis hiervan de oplossing karakteriseren als zuur, neutraal of basisch. Een zuur-base-indicator als middel om oplossingen in drie groepen in te delen: zure, basische en neutrale oplossingen. G18 28 aangeven dat er door reactie van een niet-metaal-oxide met water een zure oplossing ontstaat en door reactie van een metaaloxide met water een basische oplossing ontstaat. Reacties van metalen en van niet-metalen met dizuurstof en de daaropvolgende reacties van de bekomen oxiden met water door woordvergelijkingen (reactieschema’s) en reactievergelijkingen weergeven; G14 29 het optreden van reacties tussen metalen en niet-metalen met voorbeelden verwoorden. Metalen reageren met niet-metalen en vormen binaire verbindingen (zouten). Binaire verbindingen tussen een metaal en een niet-metaal geleiden de elektrische stroom niet in vaste toestand, wel in gesmolten toestand of als ze opgelost worden in water. G14 30 het optreden van reacties tussen niet-metalen met voorbeelden verwoorden. Bijv. reactie tussen diwaterstof en dizuurstof G12 31 aan de hand van een formule een representatieve stof benoemen Classificatie van stoffen als: een metaal, een niet-metaal, een oxide, een hydroxide, een TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN 12 LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen zuur of een zout. G14 G 22*-32* 32 de begrippen exo- en endo-energetisch illustreren met voorbeelden van chemische processen. Exo- en endo-energetische reacties bv elektrolyse van water, verbranding van aardgas U G 22*-32* 33 aan de hand van voorbeelden verschillende vormen van energieomzettingen bij chemische reacties herkennen. Bijv: luminescentie, stralingsenergie, G1-12 34 eenvoudige exo- of endoenergetische reacties uitvoeren. Practicum: eenvoudige exo- en energetische reacties 35 het roesten van metalen als trage oxidatie beschrijven. Oxidatie van een metaal G10 36 een reductie beschrijven als een reactie waarbij zuurstof aan een stof onttrokken wordt. Reductie van bv koperoxide met koolstofpoeder 2 CuO + C 2 Cu + CO2 G10 37 een ontploffing beschrijven als een zeer snelle exo-energetische reactie. Buskruit U 38 een ontploffing beschrijven door gebruik te maken van de begrippen oxidatie en reductie. Specifieke pedagogisch-didactische wenken Synthese van ijzersulfide in verschillende massaverhoudingen. Onderscheid aangeven tussen de moleculen van enkelvoudige en samengestelde stoffen aan de hand van het begrip atoomsoort. Molecuulformules van stoffen, bv. CO2, CO, O2. De naamgeving van deze eenvoudige stoffen. Er zijn applets om voorgetallen in reacties in orde te brengen. vb. http://phet.colorado.edu/en/simulation/balancing-chemical-equations. http://users.telenet.be/wiskundehoekje/chemie.htm. Voorstelling van reacties door moleculetekeningen. Reactievergelijkingen, bijv.: TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) Ook op de onvolledige verbranding kan ingegaan worden (vorming van koolstofmonoxide). De vorming van CO2 kan aangetoond worden met kalkwater. Aan de hand van experimenten de voorwaarden voor een verbranding inventariseren. De verbranding van metalen zoals Mg en Al wordt toegepast in vuurwerk. Sommige niet-metalen vormen niet-metaaloxiden, die met water een zure oplossing vormen. Als voorbeeld kan de bereiding van zwaveligzuur, vertrekkend van zwavel gedemonstreerd worden. Sommige metalen vormen metaaloxiden, die met water een basische oplossing vormen. Voorbeeld van een experiment en reactieschema: ongebluste kalk + water · gebluste kalk; (Ca, O) · (H, O) (Ca, O, H); CaO + H2O · Ca(OH)2; of vertrekkend van magnesium verbranden gevormde magnesiumoxide in water (+ fenolfteleïne) brengen. Exo-energetische reacties omschrijven als reacties die energie vrijmaken onder de vorm van: warmte, bv. verbranding, hotpacks, licht, bv. light-stick; elektriciteit, bv. batterij; beweging, geluid. Endo-energetische reacties omschrijven als reacties die energie opnemen. bv coldpacks, oplossen van ammoniumnitraat in water. Bij het roesten van ijzermetaal treedt een oxidatie op. Roest is een volksnaam voor ijzeroxide. Buskruit is een mengsel van kaliumnitraat (75%), houtskool (15%) en zwavel (10%). Bij de ontploffing van buskruit wordt kaliumnitraat gereduceerd. 13 TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 14 Mogelijke proeven Massabehoud aan de hand van eenvoudige reacties onderzoeken, bijv. marmer + zoutzuur; bakpoeder + huishoudazijn (met ballon op flesje), bariumhydroxide-opl. + kopersulfaat-opl. Eenvoudige verbrandingsreacties: verbranden van een kaars, houtskool, aardgas, magnesiumlint, suiker …. Eenvoudige endotherme reactie: bijv. bakpoeder en huishoudazijn en de reactie tussen bariumhydroxide en ammoniumchloride. De temperatuur wordt gevolgd. Eenvoudige exotherme reactie: bijv. blussen van ongebluste kalk, de reactie tussen natriumhydroxide en waterstofchloride. De temperatuur wordt gevolgd. Roesten van ijzer. Mogelijke informatie-opdrachten ICT opdracht over de werking en toepassing van cold- en hotpacks. LEERPLANDOELSTELLINGEN LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen PERIODIEK SYSTEEM EN ATOOMBOUW G13 G13 U 39 een atoom beschrijven als kern omgeven door elektronen gekaderd in een historisch perspectief. Protonen, neutronen, elektronen 40 de samenstelling van atomen afleiden uit het atoomnummer en het massagetal. A-Z geeft het aantal neutronen 41 verduidelijken dat er 92 unieke atoomsoorten bestaan. Stabiele en onstabiele nucliden 42 isotopen definiëren als verschillende nucliden van een zelfde element. Procentuele voorkomen van elementen met 2 isotopen berekenen 43 uitleggen waarom de overgangselementen allen dezelfde ionen vormen. Inversie van bijv. zilver aanhalen als uitzondering op de ionvorming van de overgangselementen TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) LEERPLANDOELSTELLINGEN 15 LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen G13 44 het atoommodel van Bohr beschrijven. Historische opbouw naar model van Bohr, Rutherford G13 45 de elektronenconfiguratie met schillen schematisch voorstellen. Voor de belangrijkste elementen G12 46 het verband leggen tussen de elektronenconfiguratie en de plaats Elementen uit de hoofdgroepen, atomen gerangschikt volgens in het PSE. toenemende massa 47 op basis van de elektronenconfiguratie de Lewisvoorstelling tekenen. Lewisstructuur 48 inzien dat elk atoom streeft naar een edelgasconfiguratie. Begin van ionvorming, atoombinding 49 met voorbeelden uitleggen hoe een ionbinding, een atoombinding Ionbinding, atoombinding, metaalbinding, metaalrooster, en een metaalbinding tot stand komen. ionrooster en molecule, Van der Waalskrachten Specifieke pedagogisch-didactische wenken Filmpjes van elk element http://www.systeemderelementen.nl. Het maximale aantal elektronen per schil kan steeds berekend worden met de formule 2n², waarbij n het schilnummer is. Aangeven dat elementen uit eenzelfde hoofdgroep dezelfde reacties vertonen, als gevolg van een analoge elektronenconfiguratie in de buitenste schil bezitten de elementen in een hoofdgroep gelijkaardige chemische en fysische eigenschappen. De namen van de belangrijkste hoofdgroepen ( a-groepen) geven: alkalimetalen, aardalkalimetalen, aardmetalen, C-groep, N-groep, O-groep, halogenen en edelgassen. De atoommassa’s zijn niet steeds gehele getallen, bv de atoommassa van 37,5 bij chloor wijst niet op het bestaan van halve neutronen in chloor maar op het bestaan van isotopen. Inversie van elektronen om een volledige onderliggende schil te bekomen ( stabiliteit atoom) zilver. Aangeven dat de horizontale groeperingen periodes genoemd worden. 92 unieke atoomsoorten; transuranen zijn radioactieve elementen, snel vervallende nucliden. Helium kan je inademen (piepstemmetje) want is –als edelgas- totaal niet reactief en dus onschadelijk voor je longen, het verhoogt enkel de trillingsfrequentie van de stembanden. Neon wordt gebruikt in TL-lampen, ook argon heeft als edelgas toepassingen bij grote hitte zoals in argon lampen of bij laswerken. Het atoommodel eindigt niet bij de neutronen en protonen, onderzoek naar nog meer fundamentele bouwsteentjes gaat verder: LHC in het CERN. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 16 Mogelijke proeven Vlamproeven geven een analogie met het ROGGBIV spectrum en de kleur van de vlam toont op die manier het aantal schillen van het metaal dat wordt onderzocht. Voorbeeld van lithiumzout (ROOD), natriumzout (ORANJE), koperzout (GROEN), de leerlingen vergelijken de kleur van de vlam met de positie in het spectrum en tegelijkertijd op PSE en concluderen dat de 7 kleuren van het ROGGBIV spectrum en de 7 perioden van het PSE een overeenkomst hebben. LEERPLANDOELSTELLINGEN DECR. NR. De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN AARDOLIEPRODUCTEN G12 50 aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren of benoemen als een anorganische of organische stof. Het begrip ‘organische stof’: alle C-verbindingen behalve CO, CO2 en carbonaten. U 51 door middel van eenvoudige proeven de aanwezigheid van koolstof en van waterstof in organische stoffen aantonen. Bijvoorbeeld kaarsvet, suiker … G10 52 op basis van de Lewisvoorstelling de bindingsmogelijkheden van C-atoom afleiden. Vier bindingen van C-atoom de ketenstructuur van organische moleculen voorstellen G10 53 het model van de atoombinding als gemeenschappelijk elektronenpaar tussen twee atomen voorstellen. Lewisvoorstelling van moleculen 54 structuurformules, brutoformules en namen van alkanen, alkenen en alkynen schrijven. Naamgeving en voorstelling (zaagtand, visgraatstructuur) G10 55 de 3D-structuur van methaan, etheen en ethyn voorstellen Methaan: tetraëdrische structuur Etheen: vlakke trigonale structuur Ethyn: lineaire structuur Aard van de bindingen (verzadigd, onverzadigd) Bindingshoeken G1-12 G 22*-32* 56 een verband leggen tussen aggregatietoestand en de ketenlengte van alkanen. Demoproef: Aggregatietoestanden van verschillende alkanen nagaan TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) LEERPLANDOELSTELLINGEN DECR. NR. De leerlingen kunnen G15 G 17, 19 17 LEERINHOUDEN 57 enkele toepassingen van alkanen, alkenen en alkynen bespreken. Alkanen: brandstof, aardgas, verwarming, kaarsvet, paraffine, vaseline Alkenen: etheen als belangrijke grondstof in polymeerchemie Alkynen: ethyn als lasgas 58 isomeren van alkanen door structuurformules voorstellen. 59 typische reacties van alkanen, alkenen en alkynen in verband brengen met hun structuurformule. Alkanen (met verzadigde bindingen): substitutiereactie Alkenen, alkynen (met onverzadigde bindingen): additiereactie, polymerisatie Het gebruik van etheen (en andere alkenen en alkynen) in de polymeerchemie kunnen toeschrijven aan de aanwezigheid van onverzadigde bindingen (dubbele en drievoudige bindingen). Een substitutiereactie van alkanen met dihalogenen door een reactievergelijking voorstellen. Er ontstaat een halogeenalkaan. Het gebruik van halogeenalkanen, bijv. CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4. Een additiereactie van alkenen en alkynen met dihalogenen door een reactievergelijking voorstellen 60 de structuurformules en van methanol en ethanol schrijven en het gebruik toelichten. Alcoholen De functionele groep (-OH) van een alcohol Additie van water aan etheen geeft ethanol Methanol als brandalcohol, biobrandstof en ethanol voor consumptie, biobrandstof, ontsmettingsmiddel Opgelet met absint TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 18 Specifieke pedagogisch-didactische wenken Het verschil aangeven tussen een organische stof en een anorganische stof op basis van de samenstellende elementen, of aan de hand van een voorbeeld. bv. CH4, C2H6, C2H4, C2H2, CH3CH2OH: organische stoffen – voornamelijk C en H (maar O, N, S ook mogelijk) bv. NaCl, Fe, CaCO3, O2, O3, CO, H2, NH3: anorganische stoffen. Synthetische stoffen verschillen enkel in bereidingswijze van hun natuurlijke equivalent. Vroeger dacht men dat een bepaalde ‘levenskracht’ van planten en dieren nodig was voor de synthese van organische stoffen. Organische chemie wordt ook wel ‘koolstofchemie’ genoemd. Kamperen in de winter: het gebruik van campinggas (propaan/butaan) is afhankelijk van het seizoen. Dit kan verklaard worden aan de hand van de kookpunten van propaan en butaan. (klimmers op grote hoogte gebruiken daarom propaan). Doe-opdracht: de 3D- structuur van methaan, etheen en/of ethyn maken met staafjes en bolletjes (bijv. met Cochranes of Oxford Molecular Models). Mogelijke proeven Ontvlambaarheid van alkanen in verband brengen met de ketenlengte en molecuulmassa. Vergelijkende studie van het vlampunt van enkele stoffen, bijv. aardolie, stookolie, benzine. De dichtheid van alkanen in vergelijking met de dichtheid van water; de oplosbaarheid van alkanen in water nagaan. De oplosbaarheid van bepaalde stoffen (bijv. dijood, keukenzout, olie) in alkanen (bijv. pentaan) vergelijken met de oplosbaarheid in water. Het verband tussen de aggregatietoestand en de ketenlengte van alkanen kan als volgt geïllustreerd worden: Demoproef alkanen: onderzoek naar het verband tussen de aggregatietoestand van onvertakte alkanen en de ketenlengte. De volgende alkanen kennen de leerlingen uit het dagelijkse leven: methaan (bunsenbrander), propaan (kampeergas), butaan (aansteker): gassen bij kamertemperatuur; pentaan, hexaan, heptaan, octaan, benzine: vloeibaar bij kamertemperatuur; hogere alkanen (aanwezig in paraffine, kaarsvet, vaseline): vast bij kamertemperatuur; Demoproef 2: aansteker 1 in de koelkast (vloeibaar), aansteker 2 bij kamertemperatuur (gas) aansteker 1 enkele minuten bij kamertemperatuur laten liggen. ‘De zaak Polly Meer’ is te verkrijgen via Technopolis: alle granulaten en halffabricaten zitten in de doos. Mogelijke informatieopdracht ICT-opdracht: de 3D-structuur van methaan en andere alkanen bestuderen met behulp van applets of chemsketch. Opzoeken van de recyclagecodes bij kunststoffen en de voornaamste eigenschappen en gebruik van bijv. PET, PE en PVC. ICT-opdracht / omgaan met informatie: het belang van fossiele bronnen (steenkool, aardgas, aardolie) aangeven; toepassingen en gebruik van alkanen in het dagelijkse leven, in de natuur. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN 19 LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen CLASSIFICATIE VAN STOFFEN G12 61 de moleculeformules van belangrijke binaire en ternaire zuren in verband brengen met hun wetenschappelijk en triviale naam en omgekeerd. Formules van zuren: algemene voorstellingswijze: HZ. Een zuur is een stof die, opgelost in water, een waterstofion zal vormen + (H ) en een zuurrestion (Z ) Voorbeelden: zoutzuur (HCl), koolzuur (H2CO3), zwavelzuur (H2SO4), fosforzuur (H3PO4) en salpeterzuur (HNO3) G14 62 toepassingen van enkele zuren geven. Voorbeelden: Zoutzuur: verwijderen cementresten, kalkaanslag Koolzuur: ontstaat bij oplossen van koolstofdioxide (CO2) in water (H2O) bijv. frisdranken Zwavelzuur: zuur in accu van wagen Fosforzuur: voedingsadditief, in cola Salpeterzuur: gebruik bij synthese van meststoffen, vormt samen met zoutzuur ‘aqua regia’(=koningswater) G12 63 hydroxiden classificeren als stoffen die opgebouwd zijn uit positieve metaalionen en negatieve hydroxide-ionen. Formules van hydroxiden: algemene voorstellingswijze: M(OH)n n+ (met M : metaal-ion, OH : hydroxide-ion) Bijv: blussen van kalk, gebruik van kalk in kalkmortel. G12 64 de verhoudingsformules van enkele belangrijke hydroxiden in verband brengen met hun naam en omgekeerd. Naamgeving indien meerdere mogelijke ladingen voor metaalion (b-groep): Voorbeelden: Fe(OH)2: ijzer(2+)hydroxide, ijzerdihydroxide Fe(OH)3: ijzer(3+)hydroxide, ijzertrihydroxide 65 zouten classificeren als stoffen die opgebouwd zijn uit positieve metaalionen en negatieve zuurrest-ionen. Zouten zijn ionverbindingen met als verhoudingsformule MZ. Zouten indelen in binaire en ternaire zouten. 66 de verhoudingsformules van binaire en van ternaire zouten in verband brengen met hun naam en omgekeerd. Naamgeving en formules van zouten bepalen door toepassing van de neutraliteitsregel. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN 20 LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen G12 67 aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren. Classificatie van stoffen (zuren, basen en zouten) op basis van hun formule G1-12 G 22*-32* 68 eenvoudige reacties uitvoeren en de uitgangsstoffen en reactieproducten in stofklassen indelen. Practicum: reactie van een metaaloxide en een niet-metaaloxide in water. Specifieke pedagogisch-didactische wenken Voor zouten en basen met metaalionen uit de a-groepen volstaat de naam zonder tussenvoegsel (di, tri); de lading van de metaalion tussen haakjes vermelden is overbodig. bijv. Ca(OH)2 is calciumhydroxide. Voor zouten en basen met metaalionen met meerdere mogelijke ladingen (uit de b-groepen) moet de naam met tussenvoegsel (di, tri) geschreven worden; of de lading van het metaalion moet tussen haakjes vermeld worden. Fe(OH)2 is ijzer(2+)hydroxide, ijzerdihydroxide. Toepassingen van zouten, zuren en basen uit het dagelijkse leven: natriumhydroxide is WC-ontstopper, natriumchloride is keukenzout, zwavelzuur zit in accu van wagen, natriumwaterstofcarbonaat (NaHCO3) in bruistabletten en bakpoeder, meststoffen: bereiding van ammoniak en ammoniumzouten. Aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren als: enkelvoudige of samengestelde stof, metaal of niet-metaal, ionverbinding of moleculeverbinding, organische of anorganische stof, metaaloxide of niet-metaaloxide, hydroxide, zuur: binair of ternair (oxozuur), zout: binair of ternair. Leren omgaan met een organogram van stofklassen. Mogelijke proeven Ontbranding van fosfor (laten zien via film of demoproef). Aantonen van zuren en basen met een indicator. Principe van ontkalking: CaCO3 (kalk) reageert met HCl (zoutzuur). Er wordt koolstofdioxide gevormd. Keukenzoutoplossing laten indampen tot zoutkristallen. Demoproef: bereiding van zwavelig zuur uitgaande van zwavelbloem. Bereiding van fosforigzuur uitgaande van difosfor. Bereiding van kalkwater uitgaande van calciumoxide (bereiding van barietwater uitgaande van bariumoxide). Het rijzen van cakedeeg verklaren: bij verhitten van natriumwaterstofcarbonaat (NaHCO 3 ) ontstaan natriumcarbonaat, koolstofdioxide en water. Bij verhitten van calciumcarbonaat ontstaan calciumoxide en koolstofdioxide. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN 21 LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen OPLOSSINGEN IN WATER 69 het onderscheid tussen polaire en apolaire atoombindingen maken aan de hand van elektronegativiteiten. Elektronegativiteit (onbenoemd getal) als een maat voor het vermogen van een atoom om in een binding de elektronen van een ander atoom aan te trekken. Hiermee het ontstaan van partiële ladingen (deelladingen) verklaren. 70 uit de ruimtelijke structuur en het verschil in elektronegativiteit van de samenstellende atomen afleiden dat de molecule water een dipoolmolecule is. Een dipoolmolecule of polaire molecule is een molecule die Elektrisch neutraal is, maar die toch een positief geladen kant en dus ook een negatief geladen kant bezit. Een watermolecule bevat twee polaire covalente bindingen. De twee H-O bindingen maken een hoek van 104°. 71 het optreden van waterstofbruggen tussen watermoleculen uitleggen. Waterstofbruggen 72 het oplossen van stoffen in water beschrijven in termen van corpusculaire interacties. Corpusculaire interacties bij het oplossen Dissociatie en ionisatie en vervolgens hydratatie U G 22*-32* 73 steunend op het elektrisch geleidingsvermogen stoffen indelen in elektrolyten en in niet-elektrolyten. Practicum: geleidingsvermogen testen van verschillende oplossingen (zouten, zuren, …) U 74 Elektrolyse van elektrolytoplossingen. De elektrolyse van oplossingen van elektrolyten schematisch voorstellen G1 75 in een tabel het onderscheid tussen goed en slecht in water oplosbare ionverbindingen aflezen en daaruit afleiden of een neerslag kan ontstaan. Oplosbaarheidstabellen gebruiken Alle natrium-, kalium- en ammoniumzouten en alle nitraten zijn goed oplosbaar. G14 76 het ontstaan van een neerslag door reactie tussen elektrolytoplossingen beschrijven in termen van corpusculaire interacties. Een neerslagreactie corpusculair voorstellen, symbolisch weergeven en interpreteren. Neerslagreacties voorstellen door ionreactievergelijkingen. G10 TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 22 Specifieke pedagogisch-didactische wenken Met behulp van een elektrisch geladen staaf het al of niet afbuigen van een vloeistofstraal (water, pentaan) en aldus het polair of apolair karakter van molecuulverbindingen aantonen. Bindingshoeken aangeven en voorstellen van moleculen zoals water, ammoniak, methaan, koolstofdioxide of koolstoftetrachloride. Wijzen op het verschil tussen een binding en een verbinding. Beide kunnen polair of apolair zijn. Met behulp van waterstofbruggen de afwijkende eigenschappen van water verklaren, o.a. het hoge kookpunt. Steunend op het model van het ionkristal van keukenzout en het polair karakter van de watermolecule, het mechanisme afleiden van het oplossen van een ionverbinding. Het oplossen van NaCl in water kan mooi geïllustreerd worden aan de hand van applets, bijvoorbeeld: http://users.skynet.be/eddy/zout_en_methanol.html of http://users.skynet.be/eddy/nacl.html. Het geleidingsvermogen van oplossingen van sommige molecuulverbindingen verklaren door de vorming van vrije ionen, ten gevolge van een reactie + -. met water: ionisatie. Bijv. HCl H + Cl De werking van zeep is volledig gebaseerd op het polair/apolair principe (zie dia DIDAC reeks). Door het nagaan van het elektrisch geleidingsvermogen vanvaste en gesmolten stoffen en zuivere vloeistoffen enerzijds en waterige oplossingen van deze stoffen, afleiden dat er elektrolyten (bijv. NaCl) en niet-elektrolyten (bijv. suiker) zijn; afleiden dat er twee groepen elektrolyten zijn, zij die in de smelt én in oplossing geleiden (bijv. NaOH) en zij die alleen opgelost (in water) geleiden (bijv. CH3COOH). Vaststellen dat tijdens een neerslagreactie het geleidingsvermogen van de oplossing verandert. Mogelijke proeven Testen van de geleidbaarheid van enkele zouten en zuren in water: keukenzout, CaCO 3, HCl. Testen van de oplosbaarheid van NaCl en dijood in water en pentaan. Oplosbaarheid van inkt in water en pentaan: polariteit van inkt kan hieruit worden afgeleid. Onderzoek van zeewater, leidingwater en gedemineraliseerd water met behulp van een zilvernitraatoplossing. Neerslagreacties tussen twee zoutoplossingen uitvoeren en door reactievergelijkingen voorstellen. DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN KWANTITATIEVE ANALYSE G1 77 de grootheid atoommassa in het PSE opzoeken. De eenheidsmassa is de unit Het symbool A als massagetal en Z als atoomnummer TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 23 LEERINHOUDEN U 78 de moleculemassa van een moleculeverbinding of de formulemassa van een ionverbinding uit de atoommassa’s berekenen. Het verschil tussen een molecule en een formule-eenheid in het kristalrooster uitleggen G14 79 met voorbeelden uitleggen wat een mol materie is. Vraagstukken over omrekeningen mol naar aantal deeltjes onderling Oorsprong van de mol, eenheden van unit en gram 80 de constante van Avogadro definiëren als het aantal materiedeeltjes per mol stof. Overgang van unit naar gram 81 op basis van een gegeven formule uit een gegeven massa de stofhoeveelheid in mol berekenen en omgekeerd. Molaire massa, symbool M, gebruikelijke eenheid g/mol, 82 de concentratie van een oplossing berekenen uit de massa opgeloste stof en het volume van de oplossing. In mol/L of in gram/100 mL (procentueel) Practicum 12: oplossingen met een bepaalde concentratie maken; 83 eenvoudige stoichiometrische vraagstukken oplossen. Op basis van een gegeven reactievergelijking en gegeven stofhoeveelheden het beperkend reagens kunnen bepalen, de hoeveelheid gevormd product en de overmaat berekenen 84 de ideale gaswet toepassen bij stoichiometrische vraagstukken. Stofhoeveelheid bij gassen omrekenen naar mol met PV=nRT Het molaire gasvolume bepalen bij N.O. als 22,4 l/mol 85 verdunningsfactoren en concentratie berekenen vertrekkende van een andere oplossing. G1-12 G 22*-32* U CV=C’V’ en CV+C’V’=C’’(V+V’), verdunningen met water en met lagere concentraties Specifieke pedagogisch-didactische wenken Het getal van Avogadro ( NA) eenmaal voluit schrijven als 602000000000000000000000 om duidelijk te maken over welk getal we spreken, de leerlingen zijn nog niet volledig vertrouwd met de wetenschappelijke notatie. Het plaatsen van de juiste eenheden en van de symbolen voor die eenheden nauwgezet opvolgen. Het gebruik van de wetenschappelijke getal notatie met machten en het rekenen hiermee aanleren voor de grafische rekenmachine. Hoge concentraties verdunnen met lagere geeft een concentratie die tussen beide ligt. Aangeven dat door reactie van 2 gevaarlijke stoffen ( HCl en NaOH) een ongevaarlijke oplossing van keukenzout ontstaat. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 24 Voorbeeld van afwegen van stofhoeveelheden: 5 grote knikkers voor speler A, 5 kleine knikkers bij speler B, ieder 5 knikkers maar een andere massa knikkers. Mogelijke proeven Concentraties en verdunningen. De leerlingen maken bepaalde oplossingen met gegeven molaire of procentuele concentratie. De leerlingen testen de maximale oplosbaarheid van keukenzout in water bij kamertemperatuur en berekenen vervolgens de molaire en procentuele concentratie. Zilvernitraat (gegeven massa) en keukenzout (gegeven massa) worden opgelost in water in één recipiënt, de leerlingen meten de massa van het afgefiltreerde neerslag zilverchloride en rekenen dit stoichiometrisch na. Afwijkingen tussen theorie en praktijk worden besproken (onderzoekend leren). Bij reactie van een gegeven maasa magnesiumlint in zoutzuuroplossing de opgevangen hoeveelheid H 2 meten. Het resultaat vergelijken met het volume berekend via de gaswet. Afwijkingen worden besproken (onderzoekend leren). Bepaling van het gehalte Mg in een magnesiumbruistablet (uit massavermindering). Bepaling van het gehalte calciumcarbonaat in tandpasta (opletten, niet alle tandpasta bevat calciumcarbonaat). Een verdunningsreeks maken. DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen ZUREN EN BASEN G12 G 22*-32* 86 aan de hand van indicatoren een oplossing karakteriseren als zuur, neutraal of basisch. Practicum oplossingen indelen in zure, neutrale en basische oplossingen 87 zuren en basen definiëren. Zuren als stoffen met formule HZ, die in water H -ionen vrijmaken; Basen voorstellen als stoffen die in water OH ionen vrijmaken U 88 de ionisatie van zuren in water voorstellen met Lewisstructuur. Ionisatie, G1 89 de pH-schaal van 0 tot 14 in verband brengen met zure, neutrale Zuurtegraad aangeven dat in 1 liter water slechts 10 mol H en -7 en basische oplossingen en met de concentratie van H+-ionen en 10 mol OH aanwezig zijn en dat hiermee een pH = 7 OH-ionen. overeenstemt; G1-12 G 22*-32* 90 de pH van allerlei zure en basische oplossingen bepalen. Labo-indicatoren en hun omslaggebied: fenolftaleïne methyloranje, broomthymolblauw, universeelindicator. G12 G 22*-32* 91 eenvoudige neutralisatieredacties en gasontwikkelingsreacties herkennen. Herkennen op basis van de reactievergelijking en op basis van waarnemingen + -7 + TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 25 Specifieke pedagogisch-didactische wenken Zuren smaken zuur!. Lagere en hogere pH in verband brengen met een hogere, respectievelijk lagere concentratie H ionen. Voor de maagwerking is zuur milieu nodig, zure oprispingen en maagtabletten. De gouden raad van tante Kaat gaat veelal over neutralisatiereacties. De pH schaal beperken tot een schaal van 0 tot 14 met 7 als neutraal. Waar plaats je Coca-Cola, ontstopper, ammoniak, melk, maagzuur, spuitwater?. + Mogelijke proeven Met indicatoren (lakmoes, rode koolsap) oplossingen indelen in zure, neutrale en basische oplossingen (azijn, citroensap, water, keukenzoutopl., oplossing van maagzout, ontstopper …). Proefje van droogijs in ammoniakoplossing met rode koolsap als indicator. Onderzoek van enkele indicatoren (omslaggebied): fenolftaleïne, methyloranje, broomthymolblauw. Onderzoek van de universeel indicator. pH-bepaling van oplossingen (dranken, cosmeticaproducten, onderhoudsproducten). DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen METALEN EN REDOXREACTIES G10 92 uitleggen hoe een metaalbinding tot stand komt en enkele kenmerken van het metaalrooster beschrijven. Metalen en metaalroosters: ijzer (atomium) Oxidatie en reductie 93 in verbrandingsreacties, in synthesereacties met enkelvoudige stoffen en in ontledingsreacties van binaire stoffen oxidatie en reductie aanduiden aan de hand van elektronenuitwisseling. Verbrandingsreacties: bijv. roesten van ijzer Synthesereactie: Na en Cl2 Ontledingsreactie: bijv. aluminiumoxide naar aluminium 94 de oxidatietrap van de elementen in een formule bepalen. Oxidatietrap 95 een oxidatie definiëren als het afstaan van elektronen door een atoom, zodat de oxidatietrap van het donoratoom stijgt, een reductie definiëren als het opnemen van elektronen door een atoom, zodat de oxidatietrap van dat atoom daalt. Oxidatie en reductie TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) DECR. NR. LEERPLANDOELSTELLINGEN 26 LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen G1-12 G 22*-32* 96 met enkele goed gekozen experimenten een beperkte verdringingsreeks van metalen, bijv. Na, Mg, Zn, Cu opstellen en toepassingen hiervan aangeven en idem voor niet-metalen, bijv. Cl, Br, I. Practicum: verdringingsreeksen van metalen en niet-metalen 97 Redoxreacties voorstellen door redoxvergelijkingen. redoxvergelijkingen Specifieke pedagogisch-didactische wenken Metalen hebben specifieke eigenschappen. Hierdoor worden ze al sinds de oertijd (kopertijd, bronstijd, ijzertijd) gebruikt in allerlei toepassingen: in kommen wegens hun vervormbaarheid, in wapens en gereedschappen wegens hun elasticiteit en hardheid, in sierraden wegens hun glans. Meer recent worden ze ook gebruikt in toepassingen waar hun goed geleidingsvermogen voor warmte en elektriciteit wordt benut. De specifieke eigenschappen kunnen worden verklaard door de structuur van het metaalrooster, de vrije elektronen zorgen bijvoorbeeld voor de goede geleiding en vervormbaarheid. Het atomium stelt de eenheidscel voor van het metaalrooster van ijzer. Verbrandingsreacties van metalen zoals het roesten van ijzer en het verbranden van magnesium zijn specifieke voorbeelden van redoxreacties. Oxidatie- en reductiereacties moeten worden uitgebreid naar reacties waarbij elektronen worden afgestaan, respectievelijk opgenomen. Andere eenvoudige redoxreacties zijn de synthese van FeS uit Fe + S8, van NH3 uit H2 + N2, de ontleding van kwikoxide (Priestley), verbranding van koolstof …. De oxidatietrap van een element in een formule is het getal dat met een Romeins cijfer aangeeft hoeveel eigen elektronen een atoom in een binding laat wegschuiven (positieve oxidatietrap) of hoeveel vreemde elektronen het atoom naar zich toetrekt (negatieve oxidatietrap). In een reactie gaan oxidatie en reductie steeds samen. een oxidator is een middel dat de oxidatie veroorzaakt, een reductor is een middel dat de reductie veroorzaakt. Dit kan worden geïllustreerd met de reactie: 2 I + Br2 → 2 Br + I2 Uit de resultaten van de proef en uit de identificatie van de gevormde stoffen kan men afleiden dat elektronenoverdracht plaatsvindt. Ter illustratie kunnen belangrijke oxidatoren (O2, O3, Cl2, H2O2) en reductoren worden aangegeven (onedele metalen, cokes). De criteria ‘elektronenoverdracht’ en verandering van oxidatietrap kunnen met elkaar in verband gebracht worden en toegepast om redoxreacties uit te werken. In verbrandingsreacties (het roesten van ijzermetaal, de verbranding van magnesiummetaal), in synthesereacties met enkelvoudige stoffen (de synthese van natriumchloride) en in ontledingsreacties van binaire stoffen (de ontleding van kwikoxide) worden elektronen uitgewisseld, waardoor oxidatie en reductie optreden. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) Mogelijke proeven Demoproef: reactie tussen een metaal (Zn, Cu, ) en I2 in een I2 oplossing, reactie van Al met Br2. Demoproef: verbrandingen van metalen (poeders) in een bunsenbrander. Verbranding van zwavel, houtskool. Reactie van ijzer en zwavel. Eenvoudige redoxreacties uitvoeren (zie eventueel hierboven) en door reactievergelijkingen voorstellen. Verdringingsreeks van de metalen en van de niet-metalen. Mogelijke informatieopdracht Bereiding van staal, koper, aluminium uit hun ertsen, ammoniaksynthese en toepassingen van NH3. 27 TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 28 ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN ALGEMENE LEERLIJN VOOR NATUURWETENSCHAPPEN Basisonderwijs Eerste graad (A – stroom) Wereldoriëntatie: Basisbegrippen in het domein natuur Basisbegrippen in het domein techniek Onderzoekende houding Aandacht en respect voor eigen lichaam en leefwereld Natuurwetenschappen: Natuurwetenschappelijke basiskennis en vaardigheden uitbreiden binnen het begrippenkader materie, energie, interactie tussen materie en energie en systemen. De wetenschappelijke methode(onderzoeksvraag, hypothese, experiment, waarnemingen, besluit) stapsgewijs inoefenen. Onderzoekende houding verder ontwikkelen zowel bij terreinstudie als bij het experimenteren. Basisinzichten verwerven in het gebruik van modellen zoals o.a. het deeltjesmodel om eenvoudige verschijnselen te verklaren. de cel en de samenhang tussen cel, weefsel, organen, stelsels en het ganse lichaam. omkeerbare en niet-omkeerbare stofveranderingen. Tweede graad Natuurwetenschappen Wetenschap voor de burger, technicus … Biologie/ Chemie/ Fysica Wetenschap voor de burger, technicus, wetenschapper … Uitbreiding van het begrippenkader vanuit verschillende contexten of thema’s. Uitbreiding van een vakspecifiek begrippenkader Context als illustratie bij de natuurwetenschappelijke begrippen. Communicatie over natuurwetenschappen verder ontwikkelen Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden Derde graad Communicatievaardigheden ontwikkelen over natuurwetenschappen. Natuurwetenschappen Wetenschap voor de burger Begrippenkader in samenhang met contextgebieden Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden Biologie/Chemie/Fysica Wetenschap voor de wetenschapper, technicus… Vakspecifiek begrippenkader Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden Onderzoekscompetentie in de pool wetenschappen TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 29 OVERZICHT VAN DE LEERSTOF IN HET LEERPLAN Het volgende overzicht van de leerinhouden en de lestijden is bedoeld als richtlijn voor het opstellen van de jaarplanning Eerste leerjaar (50 lestijden) Thema Concepten Lestijden 1 Stoffen en mengsels Stof en voorwerp Eigenschappen van stoffen 10 lestijden 2 Chemische reacties Enkelvoudig/samengestelde stoffen PSE: belangrijkste elementen, groepen, perioden 10 lestijden 3 Karakteristieken van de reacties Wet Lavoisier Reactievergelijking Verbranding Exo- en endotherm 15 lestijden 4 PSE en atoombouw Atoombouw (kern samenstelling en e-schillen) atoommassa, moleculemassa Atoombinding 15 lestijden Tweede leerjaar (50 lestijden) Thema Concepten Lestijden bij benadering 1 Aardolieproducten en koolwaterstoffen Atoombinding Alkanen, (structuurformule, brutoformule) Etheen en ethyn 13 lestijden 2 Classificatie van stoffen Zuren/ basen/ zouten Ionbinding 8 lestijden 3 Oplossingen in water Polair – apolair Oplosbaarheid Elektrolyten Neerslag 10 lestijden 4 Kwantitatieve analyse Atoom- en molculemassa Mol Constante van Avogadro Concentratie Eenvoudige stoichiometrie 7 lestijden 5 Zuren en Basen Zuren en basen pH 6 lestijden 6 Metalen en redoxreacties Metalen Oxidatie en reductie 6 lestijden TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 30 VOET Wat en waarom? 1 Vakoverschrijdende eindtermen (VOET) zijn minimumdoelen die, in tegenstelling tot de vakgebonden eindtermen, niet specifiek behoren tot een vakgebied, maar door meerdere vakken en/of vakoverschrijdende onderwijsprojecten worden nagestreefd. De VOET geven scholen de opdracht om jongeren te vormen tot de actieve burgers van morgen! Zij moeten jongeren in staat stellen om die sleutelcompetenties te verwerven die een zinvolle bijdrage leveren aan het uitbouwen van een persoonlijk leven en aan de opbouw van de samenleving. Het ordeningskader van de VOET bestaat uit een samenhangend geheel dat deels globaal en deels per graad geformuleerd wordt. Globaal: een gemeenschappelijke stam met 27 sleutelvaardigheden; Deze gemeenschappelijke stam is een opsomming van vrij algemeen geformuleerde eindtermen, los van elke context. Ze zijn toepasbaar in alle opvoedings- en onderwijsactiviteiten van de school. Ze kunnen, afhankelijk van de keuze van de school, in samenhang met alle andere vakgebonden of vakoverschrijdende eindtermen worden toegepast; zeven maatschappelijk relevante toepassingsgebieden of contexten: lichamelijke gezondheid en veiligheid; mentale gezondheid; sociorelationele ontwikkeling; omgeving en duurzame ontwikkeling; politiek-juridische samenleving; socio-economische samenleving; Per graad: socioculturele samenleving. leren leren; ICT in de eerste graad; technisch-technologische vorming in de tweede en derde graad ASO. Een zaak van het hele team De VOET vormen een belangrijk onderdeel van de basisvorming van de leerlingen in het secundair onderwijs. Om een brede en harmonische basisvorming te waarborgen moeten de eindtermen van de gemeenschappelijke stam, contexten, leren leren, ICT en technisch-technologische vorming in hun samenhang behandeld worden. Het is de taak van het team om - vanuit een visie en een planning vakgebonden en vakoverschrijdende eindtermen te combineren tot zinvolle gehelen voor de leerlingen. Door de globale formulering krijgen scholen meer autonomie bij het werken aan de vakoverschrijdende eindtermen, waardoor de school meer mogelijkheden krijgt om het eigen pedagogisch project vorm te geven. Het team zal keuzes en afspraken moeten maken over de VOET. De globale formulering over de graden heen betekent niet dat alle eindtermen in alle graden moeten aan bod komen, dit zou een onbedoelde verzwaring van de inspanningsverplichting tot gevolg hebben. Bij het maken van de keuzes wordt verwacht dat elke graad in elke school een redelijke inspanning doet ten opzichte van het geheel van de VOET, rekening houdend met wat in de andere graden aan bod komt. Doordat de VOET niet louter graadgebonden zijn, krijgt de school/scholengemeenschap de mogelijkheid om een leerlijn over de graden heen uit te werken. 1 In de eerste graad B-stroom spreekt men over vakoverschrijdende ontwikkelingsdoelen (VOOD). Aangezien zowel VOET als VOOD na te streven zijn, beperken we ons in de tekst tot de term VOET, waarbij we zowel naar het begrip vakoverschrijdende eindtermen als vakoverschrijdende ontwikkelingsdoelen verwijzen. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 31 HET OPEN LEERCENTRUM EN DE ICT-INTEGRATIE Het gebruik van het open leercentrum (OLC) en de ICT-integratie past in de totale visie van de school op leren en op het werken aan de leervaardigheden van de leerlingen. De inzet en het gebruik van ICT en van het OLC zijn geen doel op zich maar een middel om het onderwijsleerproces te ondersteunen. Door de snelle evolutie van de informatietechnologie volgen nieuwe ontwikkelingen in de maatschappij elkaar in hoog tempo op. Kennis en inzichten worden voortdurend verruimd. Er komt een enorme hoeveelheid informatie op ons af. De school zal de leerlingen moeten leren hier zinvol en veilig mee om te gaan. Zelfstandig kunnen werken, in staat zijn eigen initiatieven te ontplooien en over het vermogen beschikken om nieuwe ideeën en oplossingen in samenwerking met anderen te ontwikkelen, zijn essentieel. Voor het onderwijs betekent dit een ingrijpende verschuiving: minder aandacht voor de passieve kennisoverdracht en meer aandacht voor de actieve kennisconstructie binnen de unieke ontwikkeling van elke leerling. Die benadering nodigt leraren en leerlingen uit om voortdurend met elkaar in dialoog te treden, omdat je de ander nodig hebt om te kunnen leren. Het traditionele beeld van onderwijs zal steeds meer verdwijnen en veranderen in een dynamische leeromgeving waar leerlingen in eigen tempo en in wisselende groepen onderwijs zullen volgen. Dergelijke leerprocessen worden bevorderd door gebruik te maken van het OLC en van ICT-integratie als onderdeel van deze rijke gedifferentieerde leeromgeving. Het open leercentrum als krachtige leeromgeving Een open leercentrum (OLC) is een ruimte waar leerlingen, individueel of in groep, zelfstandig, op hun eigen tempo en op hun eigen niveau kunnen leren, werken en oefenen. Om een krachtige leeromgeving te zijn, is een open leercentrum uitgerust met voldoende didactische hulpmiddelen; ter beschikking van leerlingen op lesmomenten en daarbuiten; uitgerust in functie van leeractiviteiten met pedagogische ondersteuning. In ideale omstandigheden zou de ganse school een open leercentrum kunnen zijn. In werkelijkheid kan in een school echter niet op elke plaats en op elk moment een dergelijke leeromgeving gewaarborgd worden. Daarom kiezen scholen ervoor om een aparte ruimte als OLC in te richten om zo de leemtes in te vullen. Voor de meeste leeractiviteiten volstaat een klaslokaal of informaticalokaal. Wanneer is het echter nuttig om over een OLC te beschikken? Bij een gedifferentieerde aanpak waarbij verschillende leerlingen bezig zijn met verschillende leeractiviteiten, kan het klaslokaal op vlak van zowel ruimte als middelen niet meer als enige leeromgeving voldoen. Dit is zeker het geval bij begeleid zelfstandig leren, vakoverschrijdend leren, projectmatig werken … Vermits leerlingen bij deze leeractiviteiten een zekere vrijheid krijgen in het plannen, organiseren en realiseren van het leren, is de beschikbaarheid van extra ruimte en middelen soms noodzakelijk; Het leren van leerlingen beperkt zich niet tot de eigenlijke lestijden. Voor sommige opdrachten moeten zij beschikken over aangepaste leermiddelen buiten de eigenlijke lestijden. Niet iedereen heeft daar thuis de mogelijkheden voor. In functie van gelijke onderwijskansen, lijkt het zinvol dat een school ook momenten buiten de lessen voorziet waarop leerlingen van een OLC gebruik kunnen maken. Om hieraan te voldoen, beschikt een OLC minimaal over volgende materiële mogelijkheden: ruim lokaal met een uitnodigende inrichting die een flexibele opstelling toelaat (bijv. eilandjes om in groep te werken); ICT: computers met internetverbinding, printmogelijkheid, oortjes, microfoons …; digitaal leerplatform waar alle leerlingen toegang toe hebben; materiaal waarvan de vakgroepen beslissen dat het moet aanwezig zijn om de leerlingen zelfstandig te laten werken/leren (software, papieren dragers …) en dat bewaard wordt in een openkastsysteem; kranten en tijdschriften (digitaal of op papier). TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 32 In het ideale geval is er nog een bijkomende ruimte beschikbaar (liefst ook met ICT-mogelijkheden) die zowel kan gebruikt worden als ‘stille’ ruimte of juist omgekeerd om bijvoorbeeld leerlingen presentaties te laten oefenen (de grote ruimte is in dat geval de stille ruimte) of voor groepswerk (discussiemogelijkheid). Op organisatorisch vlak is het van belang dat met het volgende rekening wordt gehouden: het OLC wordt bij voorkeur gebruikt voor werkvormen en activiteiten die niet in het vaklokaal kunnen gerealiseerd worden; het is belangrijk dat bij een leeractiviteit begeleiding voorzien wordt. Deze begeleiding kan zowel gebeuren door de actieve aanwezigheid van een leraar als ook ‘van op afstand’ door middel van gerichte opdrachten, stappenplannen, studietips …; het OLC is toegankelijk buiten de lesuren (bijv. tijdens de middagpauze, een bepaalde periode voor en/of na de lesuren). Voor het welslagen is het aan te bevelen dat een OLC-beheerder aangesteld wordt. Deze beheerder zorgt o.a. voor inchecken, bewaren van orde, beheer van het materiaal en praktische organisatie en wordt bijgestaan door een ICT-coördinator voor de technische aspecten. Door het specifieke karakter van het OLC is deze ruimte bij uitstek geschikt voor de realisatie van de ICT-integratie binnen de vakken maar deze integratie mag zich niet enkel tot het OLC beperken. ICT-integratie als middel voor kwaliteitsverbetering Onder ICT-integratie verstaan we het gebruik van informatie- en communicatietechnologie ter ondersteuning van het leren. ICT-integratie kan op volgende manieren gebeuren: Zelfstandig oefenen in een leeromgeving Nadat leerlingen nieuwe leerinhouden verworven hebben, is het van belang dat ze voldoende mogelijkheden krijgen om te oefenen bijvoorbeeld d.m.v. specifieke pakketten. De meerwaarde van deze vorm van ICT-integratie kan bestaan uit: variatie in oefenvormen, differentiatie op het vlak van tempo en niveau, geïndividualiseerde feedback, mogelijkheden tot zelfevaluatie. Zelfstandig leren in een leeromgeving Een mogelijke toepassing is nieuwe leerinhouden verwerven en verwerken, waarbij de leerkracht optreedt als coach van het leerproces (bijvoorbeeld in het open leercentrum). Een elektronische leeromgeving (ELO) biedt hiertoe een krachtige ondersteuning. Creatief vormgeven Leerlingen worden uitgedaagd om creatief om te gaan met beelden, woorden en geluid. De leerlingen kunnen gebruik maken van de mogelijkheden die o.a. allerlei tekst-, beeld- en tekenprogramma’s bieden. Opzoeken, verwerken en bewaren van informatie Voor het opzoeken van informatie kunnen leerlingen gebruik maken van o.a. cd-roms, een ELO en het internet. Verwerken van informatie houdt in dat de leerlingen kritisch uitmaken wat interessant is in het kader van hun opdracht en deze informatie gebruiken om hun opdracht uit te voeren. De leerlingen kunnen de relevante informatie ordenen, weergeven en bewaren in een aangepaste vorm. Voorstellen van informatie aan anderen Leerlingen kunnen informatie aan anderen meedelen of tonen met behulp van ICTondersteuning met tekst, beeld en/of geluid onder de vorm van bijvoorbeeld een presentatie, een website, een folder … Veilig, verantwoord en doelmatig communiceren Communiceren van informatie betekent dat leerlingen informatie kunnen opvragen of verstrekken aan derden. Dit kan via e-mail, internetfora, ELO, chat, blog … Adequaat kiezen, reflecteren en bijsturen De leerlingen ontwikkelen competenties om bij elk probleem verantwoorde keuzes te maken uit een scala van programma’s, applicaties of instrumenten, al dan niet elektronisch. Daarom is het belangrijk dat zij ontdekken dat er meerdere valabele middelen zijn om hun opdracht TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 33 uit te voeren. Door te reflecteren over de gebruikte middelen en door de bekomen resultaten te vergelijken, maken de leerlingen kennis met de verschillende eigenschappen en voor- en nadelen van de aangewende middelen (programma’s, applicaties …). Op basis hiervan kunnen ze hun keuzes bijsturen. In het ideale geval is er nog een bijkomende ruimte beschikbaar (liefst ook met ICT-mogelijkheden) die zowel kan gebruikt worden als ‘stille’ ruimte of juist omgekeerd om bijvoorbeeld leerlingen presentaties te laten oefenen (de grote ruimte is in dat geval de stille ruimte) of voor groepswerk (discussiemogelijkheid). Op organisatorisch vlak is het van belang dat met het volgende rekening wordt gehouden: het OLC wordt bij voorkeur gebruikt voor werkvormen en activiteiten die niet in het vaklokaal kunnen gerealiseerd worden; het is belangrijk dat bij een leeractiviteit begeleiding voorzien wordt. Deze begeleiding kan zowel gebeuren door de actieve aanwezigheid van een leraar als ook ‘van op afstand’ door middel van gerichte opdrachten, stappenplannen, studietips …; het OLC is toegankelijk buiten de lesuren (bijv. tijdens de middagpauze, een bepaalde periode voor en/of na de lesuren). Voor het welslagen is het aan te bevelen dat een OLC-beheerder aangesteld wordt. Deze beheerder zorgt o.a. voor inchecken, bewaren van orde, beheer van het materiaal en praktische organisatie en wordt bijgestaan door een ICT-coördinator voor de technische aspecten. Door het specifieke karakter van het OLC is deze ruimte bij uitstek geschikt voor de realisatie van de ICT-integratie binnen de vakken maar deze integratie mag zich niet enkel tot het OLC beperken. ICT-integratie als middel voor kwaliteitsverbetering Onder ICT-integratie verstaan we het gebruik van informatie- en communicatietechnologie ter ondersteuning van het leren. ICT-integratie kan op volgende manieren gebeuren: Zelfstandig oefenen in een leeromgeving; Nadat leerlingen nieuwe leerinhouden verworven hebben, is het van belang dat ze voldoende mogelijkheden krijgen om te oefenen bijvoorbeeld d.m.v. specifieke pakketten. De meerwaarde van deze vorm van ICT-integratie kan bestaan uit: variatie in oefenvormen, differentiatie op het vlak van tempo en niveau, geïndividualiseerde feedback, mogelijkheden tot zelfevaluatie. Zelfstandig leren in een leeromgeving; Een mogelijke toepassing is nieuwe leerinhouden verwerven en verwerken, waarbij de leerkracht optreedt als coach van het leerproces (bijvoorbeeld in het open leercentrum). Een elektronische leeromgeving (ELO) biedt hiertoe een krachtige ondersteuning. Creatief vormgeven; Leerlingen worden uitgedaagd om creatief om te gaan met beelden, woorden en geluid. De leerlingen kunnen gebruik maken van de mogelijkheden die o.a. allerlei tekst-, beeld- en tekenprogramma’s bieden. Opzoeken, verwerken en bewaren van informatie; Voor het opzoeken van informatie kunnen leerlingen gebruik maken van o.a. cd-roms, een ELO en het internet. Verwerken van informatie houdt in dat de leerlingen kritisch uitmaken wat interessant is in het kader van hun opdracht en deze informatie gebruiken om hun opdracht uit te voeren. De leerlingen kunnen de relevante informatie ordenen, weergeven en bewaren in een aangepaste vorm. Voorstellen van informatie aan anderen; Leerlingen kunnen informatie aan anderen meedelen of tonen met behulp van ICTondersteuning met tekst, beeld en/of geluid onder de vorm van bijvoorbeeld een presentatie, een website, een folder … Veilig, verantwoord en doelmatig communiceren; TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 34 Communiceren van informatie betekent dat leerlingen informatie kunnen opvragen of verstrekken aan derden. Dit kan via e-mail, internetfora, ELO, chat, blog … Adequaat kiezen, reflecteren en bijsturen; De leerlingen ontwikkelen competenties om bij elk probleem verantwoorde keuzes te maken uit een scala van programma’s, applicaties of instrumenten, al dan niet elektronisch. Daarom is het belangrijk dat zij ontdekken dat er meerdere valabele middelen zijn om hun opdracht uit te voeren. Door te reflecteren over de gebruikte middelen en door de bekomen resultaten te vergelijken, maken de leerlingen kennis met de verschillende eigenschappen en voor- en nadelen van de aangewende middelen (programma’s, applicaties …). Op basis hiervan kunnen ze hun keuzes bijsturen. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 35 MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN2 Vaklokaal De lessen moeten steeds gegeven worden in het daartoe bestemde chemielokaal, voorzien van een goed uitgeruste leraarstafel met noodstop, leerlingentafels met water, gas en elektriciteit, trekkast(en) en een wandplaat met het Periodiek Systeem van de elementen. Integratie van multimedia en ICT Het lokaal is voorzien van ten minste een goed uitgeruste computer met internetaansluiting en mogelijkheden voor 'real-time'-metingen via bv Pasco, TI of Coach en is uitgerust voor projectie. Veiligheid Om aan de nodige veiligheids- en milieuvoorschriften te voldoen dienen o.a. aanwezig te zijn: veiligheidstekens, afsluitbare veiligheidskasten voor de opslag van gevaarlijke producten (voorzien van de overeenkomstige gevarensymbolen), brandblustoestel, emmer met zand, branddeken, metalen papiermand, labojassen, veiligheidsbrillen, oogdouche of oogwasfles, beschermende handschoenen, EHBO-kit met brandzalf, wandplaat en/of lijst met - P en H-zinnen, wettelijke etikettering van chemicaliën. Twee efficiënte vluchtuitgangen voor snelle evacuatie van het lokaal. De regelgeving in verband met veiligheidsaspecten en afvalbehandeling in het schoollaboratorium dient opgevolgd te worden. Meer informatie hiervoor vind je in de COS brochure of in de virtuele klas (smartschool) van chemie. Afvalverwijdering Er zijn containers of flessen voor het selectief verzamelen van afvalstoffen. Er is een milieubewuste verwijdering van chemisch afval uit de school. Dit aspect van de omgang met chemicaliën is een belangrijk onderdeel van de milieubewuste opvoeding in de chemielessen. Algemene labuitrusting Balans, bunsenbranders, statieven, ringen, vuurvast gaas, klemmen, noten, verbrandingslepels, stoppenassortiment, mortier met stamper, elektrolysetoestel, set meetspuiten, pH-meter, stereomodellen voor de visualisering van molecuul- en roosterstructuren. Voldoende glaswerk en chemicaliën voor demonstratie- en leerlingenproeven. Voor het werken in contexten te stimuleren, is het best een aantal stoffen uit het dagelijkse leven in school voorradig te hebben; zoals tafelazijn, citroensap, bruisend mineraalwater, ontkalkingmiddel, gebluste kalk, ammoniak, keukenzout, maagzout, kristalsoda, gips, eierschalen, schelpen, bruistabletten, meststoffen, campinggas, brandspiritus, kaarsen, enkele cosmetica. 2 Inzake veiligheid is de volgende wetgeving van toepassing: - Codex ARAB AREI Vlarem. Deze wetgeving bevat de technische voorschriften die in acht moeten genomen worden m.b.t.: - de uitrusting en inrichting van de lokalen; de aankoop en het gebruik van toestellen, materiaal en materieel. Zij schrijven voor dat: - duidelijke Nederlandstalige handleidingen en een technisch dossier aanwezig moeten zijn; alle gebruikers de werkinstructies en onderhoudsvoorschriften dienen te kennen en correct kunnen toepassen; de collectieve veiligheidsvoorschriften nooit mogen gemanipuleerd worden; - de persoonlijke beschermingsmiddelen aanwezig moeten zijn en gedragen worden, daar waar de wetgeving het vereist. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 36 EVALUATIE 1 Inleiding De evaluatie dient aan de leerling informatie te geven over de mate waarin hij of zij er in geslaagd is om zowel de kennis als de vaardigheden te beheersen die mogen verwacht worden na het leerproces. De evaluatie geeft aan de leerkracht de feedback om vast te stellen of hij of zij de meest aangepaste methode hanteert om de gestelde doelen te bereiken. Een evaluatie is meer dan een getal om een rapportcijfer te berekenen. Het is een werkinstrument waarbij permanent en wederzijds (leerling-leraar) besluiten dienen getrokken te worden over het onderwijs- en leerproces. 2 Wettelijk kader Wat de evaluatie betreft, hebben de scholen een veel grotere autonomie dan vroeger. De evaluatiecriteria en de wijze van evalueren behoren tot de bevoegdheid van de lokale scholen. Ze ontwikkelen een eigen evaluatiebeleid dat zijn neerslag vindt in het schoolwerkplan. Een belangrijke rol bij de ontwikkeling van een eigen evaluatiebeleid is weggelegd voor de vakgroepen, die op die manier betrokken worden bij de globale onderwijskundige visie van de school. De concrete schikkingen in verband met de evaluatie worden vastgelegd in het schoolreglement, onderdeel: studiereglement. Het ligt voor de hand dat – in de geest van een participatieve beleidsvoering – bij het opstellen van het luik evaluatie in het schoolreglement rekening gehouden wordt met de opties genomen door de verschillende vakgroepen. 3 Eigenschappen van een goede evaluatie Een relevante evaluatie moet beantwoorden aan een aantal criteria. Validiteit, betrouwbaarheid, transparantie en didactische relevantie zijn criteria die bijdragen tot de kwaliteit van de evaluatie. Validiteit De evaluatie is valide in de mate dat ze meet wat zij veronderstelt te meten. Om valide te zijn moet de evaluatie aan volgende voorwaarden voldoen: de opgaven moeten gericht zijn op de leerplandoelstellingen; de toetsing moet aansluiten bij het onderwijs dat voorafgegaan is; ze moet een aanvaardbare moeilijkheidsgraad hebben; wat geëvalueerd wordt, moet ook voldoende ingeoefend zijn. Betrouwbaarheid De evaluatie is betrouwbaar in de mate dat zij niet afhankelijk is van het moment van afname of correctie. Een hoge betrouwbaarheid wordt bekomen door: nauwkeurige, duidelijke, ondubbelzinnige vragen/ opdrachten te stellen; te verbeteren op basis van een duidelijk correctiemodel met puntenverdeling; Attitudes te evalueren met afgesproken SAMschalen; aan de leerling voldoende tijd te geven om de toets uit te voeren; een variatie aan evaluatiemomenten te voorzien (zonder te veel tijd van de onderwijstijd in beslag te nemen!). Transparantie en voorspelbaarheid De evaluatie moet transparant en voorspelbaar zijn: d.w.z. ze mag voor de leerlingen geen verrassingen inhouden. Daarom moet ze aan volgende voorwaarden voldoen: ze moet aansluiten bij de wijze van toetsen die de leerlingen gewoon zijn; de beoordelingscriteria moeten door de leerling vooraf gekend zijn; de leerlingen moeten precies op de hoogte zijn van wat ze moeten kunnen en kennen. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 37 Didactische relevantie De evaluatie is didactisch relevant als zij bijdraagt tot het leerproces. De leerlingen moeten uit de beoordeling iets kunnen leren. Daarom is het essentieel aan de leerling feedback te geven: door een gecorrigeerde toets in de klas te bespreken: een goede toets bespreking beperkt zich niet tot het geven van de juiste oplossingen maar leert de leerlingen ook waarom een antwoord juist of fout is; door taken en verslagen te bespreken met de leerlingen; door de examenkopij te laten inkijken en klassikaal te bespreken. 4 Soorten evaluatie De didactiek maakt een onderscheid tussen proces- en productevaluatie. De procesevaluatie heeft tot doel informatie te krijgen over de bereikte en niet bereikte leerdoelen en na te gaan of de gehanteerde werkvormen wel effectief waren in functie van de vooropgestelde doelstellingen. Zij is geen doel op zich, maar biedt een basis om remediërende acties te ondernemen en zo nodig voor andere werkvormen te kiezen. De procesevaluatie kan een aanleiding geven tot zelfevaluatie en eventuele bijsturing van het didactische aanpak van de leraar. De productevaluatie is gericht op de resultaatbepaling: ze spreekt een eindoordeel uit over de leerprestaties van de leerling. De bedoeling is na te gaan in hoeverre de onderwijsdoelen door de leerling bereikt zijn. De procesevaluatie Het dagelijks werk van de leerlingen, een procesevaluatie, wordt permanent geëvalueerd. Het is de bestendige opvolging van het leerproces en de beheersingsgraad van de inhouden door de leerlingen. De eindevaluatie van een rapportperiode is het resultaat van een redelijk aantal toetsen waarbij de verschillende vakcomponenten op evenwichtige wijze aan bod komen. Een relevante procesevaluatie is een mix van gegevens over kennis, vaardigheden en attitudes. Toetsen zullen niet alleen naar de functionele kennis peilen, maar zeker ook naar de mate waarin leerlingen de vaardigheden beheersen. Daarnaast houdt de leraar bij het vastleggen van een cijfer rekening met de evaluatie van de informatieopdrachten en de verslagen van de leerlingenproeven met beoordeling van de vakgebonden attitudes. De productevaluatie Examens houden een productevaluatie in. Ze zijn bedoeld om na te gaan in hoeverre de doelstellingen van het leerplan bereikt zijn op het einde van een leer- of onderwijsperiode. Richtlijnen bij het opstellen en de uitvoering van het examen: de examenvragen opmaken zodat kennis, inzicht en toepassing worden getoetst. Als ondersteuning van het leren van de leerling deze ordening in het examen behouden; de vragen spreiden over een groot gedeelte van de leerplandoelstellingen; via een variatie in vraagvormen (open vragen, invulvragen, juist- onjuist vragen, sorteervragen, meerkeuzevragen en vraagstukken) worden de leerplandoelstellingen getoetst; de wetenschappelijke vaardigheden toetsen door het laten beschrijven van een onderzoeksplan, door het laten formuleren van een besluit bij een reeks gegeven meetwaarden en/of waarnemingen, door grafische inzichten te toetsen; afspraken maken over het taalgebruik bij de formulering van de antwoorden en het correct schrijven van vakspecifieke woorden; het aantal examenvragen bewaken en de duur van de schriftelijke examens komt ten hoogste overeen met het aantal wekelijkse lestijden voor het vak met een minimum van twee lestijden; een exemplaar van de gestelde vragen met aanduiding van de puntenverdeling wordt samen met de verbeterde examenkopijen in het archief bewaard. Dit exemplaar wordt tevens aangevuld met een modeloplossing; na de proeven hebben de leerlingen het recht de modeloplossing in te zien. Ook hebben zij het recht, op hun vraag, om hun gecorrigeerd examen in te zien. Na analyse van de resultaten wordt ook hier door de leraar een diagnose opgesteld, die aanleiding kan zijn tot bijsturing van het leerproces. Tevens kunnen remediërende maatregelen voor individuele leerlingen ook hier weer uit voortspruiten. Zowel het gepast aanbieden van de leerstof en de evaluatie TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) 38 als het aanbieden van remediërende opdrachten zijn essentieel in het door ons beoogde totale leerproces. 5 Remediëring Remediëren is niet enkel een rubriek op het leerlingenrapport. Remediëren moet ook in werkelijkheid gebeuren. Inhaallessen, bijsturingstaken … maken deel uit van het onderwijsproces. Speciaal uitgezochte oefeningen i.v.m. de individuele tekorten van de leerlingen moeten pedagogisch benaderd worden. Een schriftelijke neerslag hiervan is een aanrader voor het contact met de ouders via de agenda, en kan als een herhaalde waarschuwing of voorbode van de nakende beslissing gelden. TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie (1e leerjaar: 2 lestijden/week, 2e leerjaar: 2 lestijden/week) BIBLIOGRAFIE Een uitgebreide bibliografie kunt u terugvinden in de virtuele klas chemie Smartschool GO! 39