LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS Vakken: TV Toegepaste chemie Specifiek gedeelte Studierichting: Sociale en technische wetenschappen Studiegebied: Personenzorg Onderwijsvorm: TSO Graad: derde graad Leerjaar: eerste en tweede leerjaar Leerplannummer: 2007/022 (vervangt 2000/043) Nummer inspectie: 2007 / 45 // 1 / I / SG / 1 / III / / D/ Pedagogische begeleidingsdienst GO! Onderwijs van de Vlaamse Gemeenschap Emile Jacqmainlaan 20 1000 Brussel 3/3 lt/w TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 1 INHOUD Visie ..........................................................................................................................................................2 Beginsituatie .............................................................................................................................................3 Algemene doelstellingen ..........................................................................................................................4 Leerplandoelstellingen / leerinhouden......................................................................................................5 Pedagogisch-didactische wenken ..........................................................................................................17 Minimale materiële vereisten..................................................................................................................26 Evaluatie .................................................................................................................................................28 Bibliografie ..............................................................................................................................................31 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 2 VISIE In de studierichting Sociale en technische wetenschappen met drie lestijden per week Toegepaste chemie heeft dit vak vooral een ondersteunend en verklarend doel voor de technische en voor de praktische vakken. Door de lessen Toegepaste chemie worden leerlingen zich steeds meer bewust van het belang van de wetenschappelijke ondersteuning bij het aanleren en uitvoeren van praktische handelingen in de praktijklessen. Het verband tussen de Toegepaste chemie en PV/TV-vakken dient zo vaak mogelijk gelegd te worden. Anderzijds moet in het vak Toegepaste chemie het wetenschappelijke karakter in overweging genomen worden. Er zal een permanent overleg zijn tussen de leraren PV/TV en de leraren wetenschappen. Op deze manier worden de leerinhouden op elkaar afgestemd, waar nodig via theoretische en praktische invulling, verduidelijkt, bijgestuurd en uitgediept. Zo worden overlappingen vermeden en worden wetenschapsvakken en de vakken PV/TV complementair aan elkaar. Naast het verwerven van kennis en vaardigheden worden van de leerlingen gedurende de opleiding tal van vakspecifieke attitudes verwacht die verder dienen ontwikkeld te worden. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 3 BEGINSITUATIE De leerlingen van het eerste leerjaar van de derde graad Sociale en technische wetenschappen kunnen een verschillende achtergrond voor chemie hebben. De basisbeginselen van de biologie, de chemie en de fysica, zoals die in de tweede graad ASO en TSO onderwezen worden zijn door de leerlingen gekend. Van deze leerlingen wordt verwacht dat zij de volgende onderwerpen van de chemie beheersen: mengsels en zuivere stoffen, fysische en chemische verschijnselen, de verbranding, het begrip element, oxidatie en reductie, de corpusculaire structuur van de materie, chemische formules en reactievergelijkingen, zuren, basen en zouten. Een beknopte herhaling van sommige basisbegrippen kan noodzakelijk zijn, zeker voor leerlingen die uit studierichtingen komen met slechts één lestijd natuurwetenschappen. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 4 ALGEMENE DOELSTELLINGEN Op het einde van de derde graad TSO kunnen de leerlingen: - basisbegrippen van de chemie toepassen op verschijnselen uit het dagelijkse leven; - een probleem nauwkeurig verwoorden; - de relevante factoren in een probleemsituatie herkennen; - objectieve en subjectieve gegevens onderscheiden bij het beoordelen van een situatie; - na kritisch afwegen van relevante factoren een beslissing nemen in een probleemsituatie; - in een situatie oorzaak en gevolg onderscheiden; - hypothesen formuleren; - hypothesen na onderzoek bevestigen of verwerpen; - experimenten doelgericht observeren; - milieubewust handelen, o.a. door de vervuilende stoffen volgens de voorschriften te gebruiken en te verwijderen; - de resultaten van een experiment formuleren en op overzichtelijke wijze noteren; - eerlijk zijn bij het weergeven van waarnemingen; - informatie zoals tabellen, grafieken, schematische voorstellingen gebruiken en interpreteren; - informatie correct doorgeven; - fouten opsporen; - regels en wetmatigheden in nieuwe situaties toepassen; - correcte besluiten trekken en deze formuleren; - het verband zien tussen gebruikte modellen en de realiteit; - het geschikte model hanteren als functie van een bepaald aspect van de realiteit dat onderzocht wordt; - de beperking van de gebruikte modellen verwoorden; - zonder verdere aansporing een opdracht tegen een vastgesteld tijdstip uitvoeren; - geconcentreerd en met doorzettingsvermogen werken; - in groep werken en afspraken naleven; - uitzonderingen als het gevolg van veralgemeningen kenschetsen. De niet-verplichte leerplandoelstellingen zijn in het volgende overzicht met een U aangeduid, en cursief gezet. 5 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) LEERPLANDOELSTELLINGEN / LEERINHOUDEN Deelvak: algemene en organische chemie (2 lestijden/week) 1e leerjaar Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 1 chemische informatie in gedrukte bronnen en langs elektronische weg systematisch opzoeken, en met behulp van ICT weergeven in grafieken, diagrammen of tabellen. 2 veilig en verantwoord omgaan met stoffen en chemisch afval, gevarensymbolen interpreteren en R- en S-zinnen opzoeken. 3 de aanwezigheid van een stof vaststellen met behulp van een gegeven identificatiemethode. 4 het belang van chemische kennis in verschillende opleidingen en beroepen illustreren. 5 de wet van behoud van energie formuleren. 6 uitleggen dat een stof inwendige energie bezit die afhangt van de aard van de bindingen, de aggregatietoestand en de temperatuur. 7 de enthalpieverandering ΔH van een stof definiëren als verandering van de energie-inhoud. 8 uitleggen dat het verbreken van bindingen gepaard gaat met ΔH > 0 en dat het vormen van bindingen gepaard gaat met ΔH < 0. LEERINHOUDEN Algemene principes 1 Drijfveren van chemische reacties 6 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 9 de reactie-enthalpie ΔH definiëren als het verschil tussen de enthalpie van de reactieproducten en de enthalpie van de uitgangsstoffen. 10 het verband leggen tussen het teken van ΔH en het exo-energetisch of endo-energetisch karakter van de reactie. U 11 entropie als een maat van wanorde benaderen. U 12 aangeven dat zowel de enthalpie als entropie een rol spelen als drijfveer bij het verloop van reacties. 13 de invloed van snelheidsbepalende factoren van een reactie verklaren in termen van botsingen tussen deeltjes en van activeringsenergie. 14 het onderscheid tussen een evenwichtsreactie en een aflopende reactie beschrijven. 15 de evolutie van een reactie in evenwicht voorspellen na een verstoring van het evenwicht door verandering van temperatuur of van concentratie. LEERINHOUDEN 2 Reactiesnelheid en chemisch evenwicht 7 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN 16 in een gegeven zuur-base-evenwicht de betrokken deeltjes, op basis van de protonenoverdracht, identificeren als zuur of als base. 17 een gemeten of gegeven pH van een oplossing in verband brengen met de concentratie aan oxonium- en aan hydroxide-ionen. 18 typische eigenschappen en toepassingen van een buffermengsel. 19 met eenvoudig materiaal een neutralisatiereactie uitvoeren. Leerlingenpracticum 20 in een gegeven redoxevenwicht de betrokken deeltjes, op basis van de elektronenoverdracht, identificeren als oxidator of als reductor. 4 21 van volgende stoffen een typische toepassing of eigenschap aangeven: natriumhypochloriet, waterstofperoxide. 22 met eenvoudig materiaal een redoxreactie uitvoeren. Leerlingenpracticum 23 een determineertabel gebruiken met de belangrijkste organische stofklassen. 5 24 koolstofverbindingen aan de hand van een gegeven structuurformule of naam toewijzen aan een stofklasse met behulp van een determineertabel. 25 het oplosproces in verband brengen met het polaire of apolaire karakter van de opgeloste stof en het oplosmiddel. 3 Zuren en basen Redoxreacties Organische verbindingen en hun reacties 8 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 26 27 28 29 30 31 gegeven eigenschappen van monofunctionele koolstofverbindingen in verband brengen met karakteristieke groep en koolstofskelet. gegeven eigenschappen van monofunctionele koolstofverbindingen in verband brengen met karakteristieke groep en koolstofskelet. van volgende organische stoffen of mengsels een typische toepassing of eigenschap aangeven: methaan, wasbenzine, white spirit, paraffine, methanol, ethanol, glycerol, glycol, azijnzuur. het begrip isomerie uitleggen aan de hand van representatieve voorbeelden van structuur- en stereo-isomerie. een reactie uit de koolstofchemie, die volgens een eenvoudig model is voorgesteld, toewijzen aan één van de volgende reactietypes: substitutie, additie, condensatie, polymerisatie. eenvoudige organische reacties uitvoeren. 32 de verschillende stappen van een chemische analyse (nemen van een representatief staal, voorbereiden en uitvoeren van de analyse, interpreteren van de resultaten) beschrijven en met een voorbeeld illustreren. 33 voor een aflopende reactie, waarvan de reactievergelijking gegeven is, en op basis van gegeven stofhoeveelheden of massa's, de stofhoeveelheden en massa's bij de eindsituatie berekenen. LEERINHOUDEN Leerlingenpracticum 6 Chemische analyse en stoichiometrie 9 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 2e leerjaar Tijdens het tweede leerjaar zal de leraar een keuze maken uit onderstaande en eventueel nog andere topics. De keuze zal gebeuren in overleg met de collega’s van de PV- en TV-vakken en met de leerlingen. Ook zullen de leerlingen experimenten i.v.m. de gekozen topics uitvoeren. Er dienen minimaal 3 topics worden behandeld. Waar het vroeger ging om het opnemen van kennis, moet je nu vooral weten welke vragen je moet stellen, waar je het kunt opzoeken en wat je met de verworven informatie kunt doen. ICT is hierbij een belangrijk hulpmiddel, zowel om informatie op te zoeken, te selecteren, te ordenen, te bewerken en te presenteren. Bij de behandelde topics kunnen bijvoorbeeld het voorkomen in de natuur, de fysische en chemische eigenschappen (reacties), de winning, de labobereiding en de industriële bereiding en de toepassingen van een aantal stoffen, belangrijk voor de PV- en TV-vakken van de studierichting, behandeld worden. Decr. nr. TOPICS LEERINHOUDEN 1 Actuele onderwerpen Sociale en ecologische gevolgen van chemische toepassingen In het nieuws komen vooral de negatieve aspecten aan bod. Het is belangrijk om de positieve zaken te benadrukken van de chemie als ‘moleculaire wetenschap’, zoals nieuwe materialen en geneesmiddelen, zorg voor veiligheid, gezondheid en milieu. Het dossier “Duurzame ontwikkeling” is te downloaden bij http://www.fedichem.be/nl/view 2 Stoffen in het dagelijks leven 3 Chemie van de aarde Samenstelling van lakken en verven: bindmiddel (fysisch en chemisch drogend), oplos- en verdunningsmiddel (water en organisch), pigment, hulpstoffen. Samenstelling van de aarde: korst, mantel, vloeibaar magma, aardkern. Belang van de hydrosfeer. De zonne-energie als drijfkracht. Interactie van de hydrosfeer met de aardkorst en de atmosfeer. Kringloop van enkele elementen. Chemische activiteit van levende wezens: natuurlijke ‘zuiveringsmechanismen’. 10 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Decr. nr. TOPICS LEERINHOUDEN 4 Energiegebruik Beperkte voorraden fossiele brandstof en splijtstof: probleem van de afvalproductie. Invloed van de mens op de natuur Technologische evolutie naar meer gebruik van hernieuwbare energiebronnen: zonne-energie, wind, getijden, biobrandstof. Minerale afvalproducten Zware metalen, glas, CO2, CO, NOx, SO2 ... in water, lucht en/of bodem. Organische afvalproducten Methaan, dioxine, voedsel, papier, plastic ... in water, lucht en/of bodem. Wegwerken van afval Afval beperken door hergebruik of recyclage. Uiteindelijke noodzaak tot storten of verbranden. 5 Chemische spanningsbronnen Een chemische spanningsbron bestaat uit een cel van twee verschillende metalen of metaalverbindingen (meestal metaaloxiden) gedompeld in een elektrolyt, zodat er een spanning ontstaat in overeenstemming met de spanningsreeks. Een batterij bestaat uit verschillende cellen, die meestal in serie geschakeld zijn. In primaire cellen wordt de elektrische stroom geleverd door een redoxreactie die aflopend is, zodat de cel na uitputting niet meer bruikbaar is (wegwerpbatterijtjes). In secundaire cellen of accu's zijn de redoxreacties omkeerbaar, zodat de cel herlaadbaar is. 11 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Decr. nr. TOPICS LEERINHOUDEN 6 Belangrijkste eigenschappen van kunststoffen Kunststoffen (‘plastics’) - kleine dichtheid - grote sterkte - bestand tegen allerlei invloeden, zoals licht, chemicaliën, enz - gemakkelijk te verwerken - niet-corrosief - isolerend voor warmte (als schuim) en voor elektriciteit - lage prijs Indeling van kunststoffen - Definitie van kunststoffen (plastics). - Indeling van kunststoffen: * thermoplasten * thermoharders * elastomeren Hoe worden kunststoffen gemaakt? Polymerisatie: - definitie - verloop Polycondensatie: - definitie - verloop Verwerking van kunststoffen - spuitgieten - extruderen - blazen - dieptrekken 12 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Decr. nr. TOPICS LEERINHOUDEN 7 Een kwestie van dosering Toxicologie Bepaling van de toxische concentraties. Chronische toxiciteit. Aard van de giftigheid Ziekteverwekkende stoffen Letale stoffen Teratogene stoffen Carcinogene stoffen Mutagene stoffen Opname, werking en excretie van giftige bestanddelen Diffusie en actief transport. Opname via: * spijsverteringsstelsel * ademhaling * huidporiën Uitscheiding door: * urine * gal * transpiratie Opslag van arseen in haar en nagels. Zware metalen vermijden: kwik, cadmium, koper, lood. Ongezonde gassen: SO2, CO, NOx, fluoriden, koolwaterstoffen enz., door de industrie te bedwingen. Beschermingsmaatregelen 13 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Deelvak: voedingsleer (1 lestijd/week) 1e leerjaar en 2e leerjaar Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 1 met voorbeelden het onderscheid autotroof - heterotroof uitleggen. 2 het onderscheid tussen voedingsstoffen en voedingsmiddelen geven. 3 de structuur, het voorkomen en het belang van triglyceriden en van samengestelde lipiden beschrijven. 4 de structuur (eenvoudige voorstelling), het voorkomen en het belang van steroïden beschrijven. 5 de voor- en nadelen van vetvervangers beoordelen. 6 de bereiding van boter en van margarine beschrijven. 8 de indeling en de structuur van sachariden geven. 9 het verschijnsel stereo-isomerie bij monosachariden uitleggen. 10 de winning van bietsuiker beschrijven. 11 chemische aspecten van de belangrijkste suikervervangende zoetstoffen geven. LEERINHOUDEN 1 Voeding is aanvoer van noodzakelijke bouwstenen en energie 2 Lipiden (vetten) 3 Sachariden (koolhydraten) 14 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN 12 met gebruik van een tabel met formules en codes van aminozuren de 4 eenvoudige en meer uitgebreide voorstelling van peptiden interpreteren. 13 de voor- en nadelen van vleesvervangende proteïnen uitleggen. 14 experimenteel werken met voedingsstoffenbiomoleculen; Proteïnen (eiwitten) Leerlingenpracticum Voedingsstoffen 15 het mechanisme van de werking van enzymen (sleutel-slotprincipe) voorstellen en uitleggen. 16 voorbeelden van de rol van enzymen in het lichaam geven. 17 uitleggen wat inhibitoren zijn. 18 het voorkomen en de functie van de belangrijkste vitaminen beschrijven. 19 de gevolgen van hyper- en hypovitaminose geven. 5 Enzymen 6 Vitaminen 15 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN 20 het voorkomen en de functie van de belangrijkste mineralen en sporenelementen opsommen. 7 Mineralen en sporenelementen 21 de functie van water in het lichaam beschrijven. 8 Water 22 de voor- en nadelen van de verschillende soorten dranken opsommen. 23 vertering en metabolisme van lipiden op een eenvoudige manier beschrijven; 9 Vertering en metabolisme 24 vertering en metabolisme van sachariden op een eenvoudige manier beschrijven; 25 vertering en metabolisme van proteïnen op een eenvoudige manier beschrijven; 26 de energiewaarden en de samenstelling van voedingsmiddelen met behulp van tabellen interpreteren; 27 de biologische en de chemische oorzaken en gevolgen van voedselbederf beschrijven; 10 Bewerken en bewaren van voedingsmiddelen 28 chemische aspecten van bewaarmethodes beschrijven in functie van de reactiesnelheid (temperatuur, licht, verdelingsgraad ...); 16 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 29 chemische aspecten van additieven beschrijven; 30 een verslag maken van de belangrijke chemische en voedingsaspecten, naar aanleiding van een bedrijfsbezoek; 31 de gegevens uit dit verslag zelfstandig weergeven; 32 zin en onzin van macrobiotiek beschrijven; 33 uitleggen dat traditie, pseudo-wetenschappelijke gegevens en soms ook wetenschappelijke gegevens de basis vormen van de macrobiotiek; 34 vegetarisme en veganisme vergelijken; 35 aandacht schenken aan nieuwe voedingstrends (bijv. ecologische voeding, genetisch gemodificeerde voedingsmiddelen). LEERINHOUDEN 11 Bespreking van één of meer voedingsbedrijven, zo mogelijk gekoppeld aan een bezoek 12 Alternatieve voedingswijzen TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 17 PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN 1 ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN 1.1 ICT 1.1.1 Wat? Onder informatie- en communicatietechnologie (ICT) verstaan we het geheel van computers, netwerken, internetverbindingen, software, simulatoren, enz. Telefoon, video, televisie en overhead worden in deze context niet expliciet meegenomen. 1.1.2 Waarom? De recente toevloed van informatie maakt levenslang leren een noodzaak voor iedereen die bij wil blijven. Maatschappelijke en onderwijskundige ontwikkelingen wijzen op het belang van het verwerven van ICT. Enerzijds speelt het in op de vertrouwdheid met de beeldcultuur en de leefwereld van jongeren. Anderzijds moeten jongeren niet alleen in staat zijn om nieuwe media efficiënt te gebruiken, maar is ICT ook een hulpmiddel bij uitstek om de nieuwe onderwijsdoelen te realiseren. Het nastreven van die competentie veronderstelt onderwijsvernieuwing en aangepaste onderwijsleersituaties. Er wordt immers meer en meer belang gehecht aan probleemoplossend denken, het zelfstandig of in groep leren werken, het kunnen omgaan met enorme hoeveelheden aan informatie... In bepaalde gevallen maakt ICT deel uit van de vakinhoud en is ze gericht op actieve beheersing van bijvoorbeeld een softwarepakket binnen de lessen informatica. In de meeste andere vakken of bij het nastreven van vakoverschrijdende eindtermen vervult ICT een ondersteunende rol. Door de integratie van ICT kunnen leerlingen immers: − het leerproces in eigen handen nemen; − zelfstandig en actief leren omgaan met les- en informatiemateriaal; − op eigen tempo werken en een eigen parcours kiezen (differentiatie en individualisatie). 1.1.3 Hoe te realiseren? In de eerste graad van het SO kunnen leerlingen onder begeleiding elektronische informatiebronnen raadplegen. In de tweede en nog meer in de derde graad kunnen de leerlingen “spontaan” gegevens opzoeken, ordenen, selecteren en raadplegen uit diverse informatiebronnen en –kanalen met het oog op de te bereiken doelen. Er bestaan verschillende mogelijkheden om ICT te integreren in het leerproces. Bepaalde programma’s kunnen het inzicht verhogen d.m.v. visualisatie, grafische voorstellingen, simulatie, het opbouwen van schema’s, stilstaande en bewegende beelden, demo... Sommige cd-roms bieden allerlei informatie interactief aan, echter niet op een lineaire manier. De leerling komt via bepaalde zoekopdrachten en verwerkingstaken zo tot zijn eigen “gestructureerde leerstof”. Databanken en het internet kunnen gebruikt worden om informatie op te zoeken. Wegens het grote aanbod aan informatie is het belangrijk dat de leerlingen op een efficiënte en een kritische wijze leren omgaan met deze informatie. Extra begeleiding in de vorm van studiewijzers of instructiekaarten is een must. Om tot een kwaliteitsvol eindresultaat te komen, kunnen leerlingen de auteur (persoon, organisatie...) toevoegen alsook de context, andere bronnen die de inhoud bevestigen en de onderzoeksmethode. Dit zal het voor de leraar gemakkelijker maken om het resultaat en het leerproces te beoordelen. De resultaten van individuele of groepsopdrachten kunnen gekoppeld worden aan een mondelinge presentatie. Een presentatieprogramma kan hier ondersteunend werken. Men kan resultaten en/of informatie uitwisselen via e-mail, blackboard, chatten, nieuwsgroepen, discussiefora... ICT maakt immers allerlei nieuwe vormen van directe en indirecte communicatie mogelijk. Dit is zeker een meerwaarde omdat ICT op die manier niet alleen de mogelijkheid biedt om interscolaire projecten op te zetten, maar ook om de communicatie tussen leraar en leerling (uitwisselen van cursusmateriaal, planningsdocumenten, toets- en examenvragen...) en leraren onderling (uitwisseling lesmateriaal …) te bevorderen. Sommige programma’s laten toe op graduele niveaus te werken. Ze geven de leerling de nodige feedback en remediëring gedurende het leerproces (= zelfreflectie en -evaluatie). TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 1.2 Vakoverschrijdende eindtermen 1.2.1 18 Wat? Vakoverschrijdende eindtermen (VOET) zijn minimumdoelstellingen, die niet gekoppeld zijn aan een specifiek vak, maar door meerdere vakken of onderwijsprojecten worden nagestreefd. De VOET worden volgens een aantal vakoverschrijdende thema's geordend: leren leren, sociale vaardigheden, opvoeden tot burgerzin, gezondheidseducatie, milieueducatie en muzisch-creatieve vorming. De school heeft de maatschappelijke opdracht om de VOET volgens een eigen visie en stappenplan bij de leerlingen na te streven (inspanningsverplichting). 1.2.2 Waarom? Het nastreven van VOET vertrekt vanuit een bredere opvatting van leren op school en beoogt een accentverschuiving van een eerder vakgerichte ordening naar meer totaliteitsonderwijs. Door het aanbieden van realistische, levensnabije en concreet toepasbare aanknopingspunten, worden leerlingen sterker gemotiveerd en wordt een betere basis voor permanent leren gelegd. VOET vervullen een belangrijke rol bij het bereiken van een voldoende brede en harmonische vorming en behandelen waardevolle leerinhouden, die niet of onvoldoende in de vakken aan bod komen. Een belangrijk aspect is het realiseren van meer samenhang en evenwicht in het onderwijsaanbod. In dit opzicht stimuleren VOET scholen om als een organisatie samen te werken. De VOET verstevigen de band tussen onderwijs en samenleving, omdat ze tegemoetkomen aan belangrijk geachte maatschappelijke verwachtingen en een antwoord proberen te formuleren op actuele maatschappelijke vragen. 1.2.3 Hoe te realiseren? Het nastreven van VOET is een opdracht voor de hele school, maar individuele leraren kunnen op verschillende wijzen een bijdrage leveren om de VOET te realiseren. Enerzijds door binnen hun eigen vakken verbanden te leggen tussen de vakgebonden doelstellingen en de VOET, anderzijds door thematisch onderwijs (teamgericht benaderen van vakoverschrijdende thema's), door projectmatig werken (klas- of schoolprojecten, intra- en extra-muros), door bijdragen van externen (voordrachten, uitstappen). Het is een opdracht van de school om via een planmatige en gediversifieerde aanpak de VOET na te streven. Ondersteuning kan gevonden worden in pedagogische studiedagen en nascholingsinitiatieven, in de vakgroepwerking, via voorbeelden van goede school- en klaspraktijk en binnen het aanbod van organisaties en educatieve instellingen. 1.3 Begeleid zelfgestuurd leren 1.3.1 Wat? Met begeleid zelfgestuurd leren (BZL) bedoelen we het geleidelijk opbouwen van een competentie naar het einde van het secundair onderwijs, waarbij leerlingen meer en meer het leerproces zelf in handen gaan nemen. Zij zullen meer en meer zelfstandig beslissingen leren nemen in verband met leerdoelen, leeractiviteiten en zelfbeoordeling. Dit houdt onder meer in dat: − de opdrachten meer open worden; − er meerdere antwoorden of oplossingen mogelijk zijn; − de leerlingen zelf keuzes leren maken en verantwoorden; − de leerlingen zelf leren plannen; − er feedback wordt voorzien op proces en product; − er gereflecteerd wordt op leerproces en leerproduct. De leraar is ook coach, begeleider. De impact van de leerlingen op de inhoud, de volgorde, de tijd en de aanpak wordt groter. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 1.3.2 Waarom? 19 Begeleid zelfgestuurd leren sluit aan bij enkele pijlers van ons PPGO, o.m. − leerlingen zelfstandig leren denken over hun handelen en hierbij verantwoorde keuzes leren maken; − leerlingen voorbereiden op levenslang leren; − het aanleren van onderzoeksmethodes en van technieken om de verworven kennis adequaat te kunnen toepassen. Vanaf het kleuteronderwijs worden werkvormen gebruikt die de zelfstandigheid van kinderen stimuleren, zoals het gedifferentieerd werken in groepen en het contractwerk. Ook in het voortgezet onderwijs wordt meer en meer de nadruk gelegd op de zelfsturing van het leerproces in welke vorm dan ook. Binnen de vakoverschrijdende eindtermen, meer bepaald “Leren leren”, vinden we aanknopingspunten als: − keuzebekwaamheid; − regulering van het leerproces; − attitudes, leerhoudingen, opvattingen over leren. In onze huidige (informatie)maatschappij wint vaardigheid in het opzoeken en beheren van kennis voortdurend aan belang. 1.3.3 Hoe te realiseren? Het is belangrijk dat bij het werken aan de competentie de verschillende actoren hun rol opnemen: − de leerling wordt aangesproken op zijn motivatie en “leer”kracht; − de leraar krijgt de rol van coach, begeleider; − de school dient te ageren als stimulator van uitdagende en creatieve onderwijsleersituaties. De eerste stappen in begeleid zelfgestuurd leren zullen afhangen van de doelgroep en van het moment in de leerlijn “Leren leren”, maar eerder dan begeleid zelfgestuurd leren op schoolniveau op te starten is “klein beginnen” aan te raden. Vanaf het ogenblik dat de leraar zijn leerlingen op min of meer zelfstandige manier laat − doelen voorop stellen; − strategieën kiezen en ontwikkelen; − oplossingen voorstellen en uitwerken; − stappenplannen of tijdsplannen uitzetten; − resultaten bespreken en beoordelen; − reflecteren over contexten, over proces en product, over houdingen en handelingen; − verantwoorde conclusies trekken; − keuzes maken en verantwoorden is hij al met een of ander aspect van begeleid zelfgestuurd leren bezig. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 2 2.1 20 SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Enkele aandachtspunten Om een optimaal rendement te bekomen is het noodzakelijk: dat de cursus Toegepaste chemie aansluit bij de vroegere lessen chemie dat er coördinatie met de lessen TV en PV gebeurt. Experimenten spelen een belangrijke rol bij het verwezenlijken van de cognitieve, affectieve en psychomotorische doelstellingen van dit leerplan, omdat ze bijdragen tot de ontwikkeling van een groot aantal attitudes. Een deel van de beschikbare tijd dient daarom te worden voorbehouden voor demonstratieproeven en voor leerlingenexperimenten. Een goede jaarplanning is belangrijk. Het leerplan is uitgewerkt op basis van minimaal 25 effectieve lesweken per schooljaar. De resterende weken worden gebruikt voor uitdieping en/of verbreding van de leerstof, in functie van de specifieke klassituatie. 2.2 Deelvak algemene en organische chemie 2.2.1 Eerste leerjaar 1 Algemene principes Deze algemene principes worden in de volgende hoofdstukken geïntegreerd. Voor praktische tips rond ‘Veiligheid in de schoollaboratoria’: http://www.rago.be/wetenschappen/Chemie/Startchemie.htm Voorbeeld: aantonen van reagentia en reactieproducten bij reacties, zoals Fe3+ met SCN-; Fe2+ met Fe(CN)63-; I2 met zetmeel, enz. Informatie over studie- en beroepsmogelijkheden is te vinden op de website: http://www.jobschemie.be. 2 Drijfveren van chemische reacties (ca. 4 u.) 2.1 Energie en enthalpie Enthalpie (symbool H, van Heat): H = inwendige energie + p. V p en V zijn enkel belangrijk bij gassen. Enthalpieverandering ΔH: ΔH = verandering aan inwendige energie + p.ΔV. Voor inwendige energie wordt het symbool U gebruikt. De afname van de enthalpie bij het ontstaan van een covalente binding of van een ionrooster leidt tot een grotere stabiliteit. 2.2 Reactie-enthalpie Experimenteel nagaan of een reactie exo- of endo-energetisch is. 2.3 Entropie Entropie (symbool S) als thermodynamische toestandsgrootheid: maat voor de ongeordendheid van een systeem. Experimenteel vaststellen dat ook endo-energetische reacties spontaan kunnen verlopen. Met een voorbeeld uitleggen dat er in dat geval een voldoende grote toename moet zijn van de entropie TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 21 3 Reactiesnelheid en chemisch evenwicht (ca. 7 u.) Mogelijke contexten: - verdelingsgraad: fijn versnipperd hout brandt vlugger dan een blok hout; stofexplosies in silo's; reacties in oplossing verlopen doorgaans vlugger dan reacties tussen vaste stoffen; in een verbrandingsmotor is de brandstof in een fijn verdeelde (vernevelde) toestand aanwezig; - temperatuur: bewaring van voedingsmiddelen door invriezen; - katalysator: werking van de katalysator op de uitlaatgassen van een auto. Mogelijke contexten: ammoniaksynthese, evenwicht van koolstofdioxide in natuurlijke systemen. Zuren en basen (ca. 9 u.) 4 − De zuur-basedefinities van Brønsted worden toegepast. De leerlingen herkennen in een willekeurig gegeven zuur-basereactie het zuur (H+-donor) en de base (H+-acceptor). − Mogelijke contexten: pH en vegetatie, zuur-baseregulatie in het menselijk lichaam. − Veel natuurlijke systemen bevatten buffermengsels, bijv. zeewater, bloed. − Voorbeeld leerlingenpracticum: 10 ml NaOH-opl. (0,10 mol/l) in een reageerbuis samen met 1 druppel fenolftaleïne-opl. Met een meetspuit HCl-opl. (0,10 mol/l) toevoegen tot kleuromslag. Redoxreacties (ca. 8 u.) 5 − De leerlingen herkennen in een willekeurig gegeven redoxreactie de oxidator (e--acceptor) en de reductor (e--donor). − Mogelijke context: brandstofcellen. − Natriumhypochloriet is een bestanddeel van javelwater, en vormt met sterke zuren Cl2. − Waterstofperoxide als ontsmettingsmiddel. − Voorbeeld leerlingenpracticum: een ijzeren nagel onderdompelen in een reageerbuis met een kopersulfaat-oplossing. Organische verbindingen en hun reacties (ca. 20 u.) 6 − Voor de naamvorming van de organische verbindingen gebruiken de leerlingen een determineertabel met minstens volgende stofklassen: Algemene Formule Naam R-H Alkanen R-CH=CH-R’ Alkenen R-C≡C-R’ Alkynen R-OH Alcoholen (Alkanolen) R-X Halogeniden (Halogeenalkanen) R-NH2 Aminen (Alkaanaminen) R-CHO Aldehyden (Alkanalen) R-CO-R’ Ketonen (Alkanonen) R-COOH Carbonzuren (Alkaanzuren) R-COO-R’ Esters (Alkylalkanoaten) R-CO-NH2 Amiden (Alkaanamiden) R-O-R’ Ethers (Alkoxyalkanen) TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 22 − Uit een gegeven verzameling met namen van organische stoffen duiden de leerlingen de alkanen, alkenen, enz. aan. − Voorbeeld van een verzameling: ethanol, propaan, azijnzuur, etheen, ethylacetaat, aceton, diethylether... − Voorbeeld: alcoholen zijn goed oplosbaar in water, vetten goed in benzine. − Voorbeeld: doorgaans zal bij toenemende ketenlengte het smelt- en kookpunt ook toenemen. De gevonden waarden kunnen in een grafiek uitgezet worden, waarbij op de x-as het aantal C-atomen en op de y-as het smeltpunt weergegeven wordt. − Constitutie-isomerie, bijv. 1-propanol en 2-propanol. − Configuratie-isomerie, bijv. cis/trans-isomerie, enantiomerie (spiegelbeeldisomerie). − Voorbeelden van gegeven reacties: − - pentaan en dibroom: substitutie - cyclohexeen en dibroom: additie - dehydrogenering van alkanen: eliminatie - estervorming tussen carbonzuur en alcohol: condensatie - kraken van koolwaterstoffen: skeletafbraak - vorming van polyetheen: polymerisatie. Voorbeeld leerlingenpracticum: - 7 − − 2.2.3 bereiding van aldehyden, ketonen, esters bereiding en onderzoek van de eigenschappen van plastics: www.eklyps.be Chemische analyse en stoichiometrie (ca. 2 u.) Voorbeeld: bepalen van het azijnzuurgehalte in tafelazijn, en het bekomen resultaat vergelijken met het gehalte dat op het etiket staat. Mogelijke contexten: controle van voedingsmiddelen, cosmetica. Voorbeeld van een oefening: Fe + S Æ FeS We mengen 10,0 g ijzer en 10,0 g zwavel en verhitten dit mengsel krachtig. Bereken de massa’s van de stoffen die na de reactie aanwezig zijn. Tweede leerjaar Tijdens het tweede leerjaar zullen de leerlingen bij voorkeur in kleine groepjes van 2 à 3 leerlingen keuzetopics uitwerken. Ook kan een persoonlijk (individueel) werk opgelegd worden, in het kader van de geïntegreerde proef. 2.3 Deelvak voedingsleer 1 Voeding is aanvoer van noodzakelijke bouwstenen en energie De begrippen autotroof en heterotroof worden herhaald en met voorbeelden geïllustreerd. De meeste planten zijn autotroof en kunnen met behulp van zonlicht, koolstofdioxide uit de lucht en water organische stoffen opbouwen. Een organisme is heterotroof als het zijn organische celmateriaal opbouwt uit organische stoffen, gemaakt door andere organismen. Tot de heterotrofe organismen behoren o.a. de planteneters (Herbivora), de vleeseters (Carnivora) en de alleseters (Omnivora). Een voedingsstof mag niet verward worden met een voedingsmiddel. Een voedingsstof (nutriënt) is elke stof die door het lichaam opgenomen en nuttig gebruikt kan worden. Een voedingsmiddel (bijv. een brood) kan meerdere voedingsstoffen bevatten. In de Europese Unie is het gebruikelijk alle nutriënten op de verpakking te vermelden. Ze worden onderverdeeld in twee categorieën: - organische nutriënten: lipiden, sachariden, proteïnen en vitaminen - anorganische nutriënten: mineralen en water. Ook onderscheiden we nog, naargelang de hoeveelheden die we nodig hebben, de macronutriënten (bijv. zetmeel) en de micronutriënten (bijv. vitaminen). TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen 23 TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) Tot slot worden de voedingsstoffen onderverdeeld in bouwstoffen (bijv. proteïnen), brandstoffen (bijv. suikers), reservestoffen (bijv. lipiden) en in beschermende stoffen (bijv. vitaminen). Proteïnen worden als bouwstof en als brandstof gebruikt. 2 Lipiden (vetten) Modellen, schema’s of ict-diagrammen kunnen gebruikt worden om de bouw en een eenvoudige indeling van lipiden te illustreren. Tot de triglyceriden behoren de vaste vetten (meestal van dierlijke oorsprong) en de vloeibare oliën (meestal plantaardig). Samengestelde lipiden zijn naast glycerol en vetzuren ook nog opgebouwd uit andere bestanddelen, zoals fosforzuur (fosfolipiden) en suikers (glycolipiden). Lecithine, een fosfolipide, speelt een belangrijke rol als emulgator, en wordt vooral uit sojaolie en uit eierdooier gewonnen. Sterolen behoren tot de steroïden, die doordat ze onoplosbaar zijn in water, en zoals de andere lipiden met ether uit weefsels geëxtraheerd kunnen worden, ook bij de lipiden gerangschikt worden. Steroïden bevatten vier gecondenseerde C-ringen en een vijfring. Het belangrijkste dierlijke sterol is cholesterol. Ergosterol is pro-vitamine D2. Het onderscheid tussen verzadigde en onverzadigde vetzuren wordt benadrukt. De bereiding van margarine en van boter worden behandeld en vergeleken. Men spreekt nu van ‘goede’ boter, omdat er in de vorige eeuwen veel met boter geknoeid werd, door het toevoegen van goedkopere, minderwaardige stoffen. Door betere analysetechnieken kunnen vervalsingen van voedingsmiddelen nu snel opgespoord worden. Meer info: http://www.favv-afsca.fgov.be/ 3 Sachariden (koolhydraten) Met behulp van schema’s, modellen of ict-diagrammen kan men de chemische structuur van mono-, dien polysachariden verduidelijken. Men benadrukt het belang van sachariden voor de cel en voor het organisme. De winning, de eigenschappen en het gebruik van de belangrijkste sachariden worden behandeld: - monosachariden: glucose, fructose - disachariden: sacharose, maltose, lactose - polysachariden: zetmeel (amylose + amylopectine), cellulose. De winning en de verschillende soorten honing en biet- en rietsuiker komen aan bod. Er wordt op gewezen dat bietsuiker en rietsuiker dezelfde suiker (sacharose) zijn. Enkel de grondstoffen (suikerbiet en suikerriet) zijn verschillend. De suikervervangende zoetstoffen worden ingedeeld in zoetstoffen zonder voedingswaarde (ze leveren geen of weinig energie), bijv. Spartaan, en in zoetstoffen die wel energie leveren, bijv. xylitol. Xylitol is een suikervervangend middel voor diabetici en wordt ook aangewend in snoepgoed (kauwgom), omdat het niet tot tandbederf aanleiding geeft. 4 Proteïnen (eiwitten) De chemische structuur van aminozuren, dipeptiden, polypeptiden en proteïnen wordt verduidelijkt. Er wordt aandacht besteed aan de ruimtelijke structuren van proteïnen. Men benadrukt het belang van proteïnen voor de cel en het organisme. De indeling, de eigenschappen en de voedingswaarde van proteïnen worden behandeld 5 Enzymen Bij de behandeling van de chemische structuur van enzymen kunnen de begrippen apo-enzym, co-enzym worden vermeld. Via een paar eenvoudige enzymatische reacties kan de werking van enzymen besproken worden. Eigenschappen zoals enzymspecificiteit en substraatspecificiteit kunnen door eenvoudige schema’s geïllustreerd worden, terwijl parameters zoals temperatuur en pH kunnen aangetoond worden via simulaties en/of experimenten. Real-time metingen kunnen de enzymwerking verduidelijken, evenals de invloed van pH en temperatuur (o.a. zetmeelafbraak met amylase met colorimeter en lipidenafbraak in melk met lipase met pH-meter). Steunend op hun katalytische rol kan een eenvoudige indeling van enzymen opgesteld worden en hun belang besproken worden. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 6 Vitaminen 24 De indeling en het belang van de belangrijkste vitaminen worden aangegeven: - in vet oplosbare vitaminen: vitamine A (Retinol), vitamine D (Calciferol), vitamine E (Tocoferol) en Vitamine K (Koagulationsvitamine) - in water oplosbare vitaminen: vitaminen van het B-complex, vitamine C (Ascorbinezuur). Een website met ‘alles’ over vitaminen: http://www.vitamine-info.nl/index.php?page=overzicht 7 Mineralen en sporenelementen Het belang van mineralen voor het menselijk lichaam wordt aan de hand van voorbeelden geïllustreerd. Men maakt onderscheid tussen minerale elementen (Ca, P, K, Na, Cl, Mg), die ons lichaam in relatief grote hoeveelheden nodig heeft, en sporenelementen (Fe, Zn, Cu, Mn, I, Mo, enz.) waarvan kleinere hoeveelheden volstaan. Een onmisbare uitgave met beschrijvingen van experimenten met voedingsbestanddelen en met voedingsmiddelen is ‘Eten meten en weten’ van KVCV: http://www.kvcv.be/ Æ Leden-service 8 Water Het belang van water voor het menselijk lichaam wordt aan de hand van voorbeelden geïllustreerd. De verschillende soorten dranken, en o.a. de sportdranken, worden behandeld. Voor het dossier ‘Zin en onzin van sportdranken’, zie: http://www.gezondheid.be/ 9 Vertering en metabolisme De Belgische voedingsmiddelentabel biedt een overzicht van de nutritionele samenstelling van een groot aantal voedingsmiddelen die in het normale Belgische voedingspatroon voorkomen. Sinds juni 2004 is de vierde editie beschikbaar. In deze editie zijn tal van nieuwe voedingsmiddelen in de verschillende voedingsgroepen opgenomen en is de voedingsstoffenweergave uitgebreid met vitamine B12. Aan de hand van een uitgebreide lijst van maten en gewichten voor verschillende voedingsmiddelen kan de diëtist of voedingsdeskundige maar ook de consument op een eenvoudige manier de voedingswaarde van een maaltijd berekenen. Dankzij de opname van de dagelijks aanbevolen hoeveelheden van nutriënten kan vervolgens ook makkelijk worden nagegaan of de voeding voldoet aan de noden van zowel volwassenen als kinderen. Ten slotte werden in de vierde editie van de Belgische voedingsmiddelentabel de afbeelding van de voedingsdriehoek en de bijhorende toelichting opgenomen. De voedingsdriehoek geeft ons een idee van wat we dagelijks moeten eten om voldoende voedingsstoffen op te nemen. In de toelichting krijgen we per voedingsgroep een overzicht van de producten die de voorkeur genieten en van deze die we best slechts met mate gebruiken. Als praktische aanvulling op de voedingsmiddelentabel is er de NUBEL-voedingsplanner op cd-rom. Aan de hand van dit programma kan de gebruiker voor zichzelf een voedingsplan opstellen en uitrekenen. De voedingsplanner biedt de gebruiker ook de mogelijkheid een persoonlijk dag- en receptenboek bij te houden. Via de tip van de dag krijgt hij bovendien handige wetenswaardigheden aangereikt met betrekking tot gezonde voeding. Voor meer informatie over de producten van NUBEL kunt u terecht op de website http://www.nubel.com. De Belgische voedingsmiddelentabel kost € 9,48, de voedingsplanner € 23,91. Voor de bestelling van producten van NUBEL kunt u terecht bij Mevr. Carine Seeuws, tel. 02/524 72 20 of [email protected]. Op de website http://www.natuurlijkerwijs.com staan bij het metabolisme de volgende metabolische routes beschreven: aminozuurstofwisseling, citroenzuurcyclus, gluconeogenese, glycogeenmetabolisme, glycolyse, pentosecyclus, ureumcyclus en vetopbouw en -afbraak, vetzuurstofwisseling. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 10 Bewerken en bewaren van voedingsmiddelen 25 De leerkracht zal zoveel mogelijk uitgaan van concreet didactisch materieel om de leerinhouden te introduceren en te illustreren. De theoretische bespreking van de belangrijkste voedingsmiddelen moet afgestemd zijn op de praktijklessen. Laat de leerlingen zoveel mogelijk opzoekingswerk verrichten via ICT. De voornaamste bewaartechnieken zijn: Warmtebehandeling Door de warmte worden de meeste micro-organismen gedood en worden hittegevoelige enzymen geïnactiveerd. Na de warmtebehandeling wordt snel afgekoeld. Pasteurisatie behelst het verwarmen tot 72 °C gedurende 15 seconden. Bij sterilisatie loopt de temperatuur op tot 120 °C gedurende enkele seconden. Voor sommige producten worden door de wetgever de temperatuur-tijd voorschriften vervangen en/of aangevuld met specifieke microbiologische criteria. Dit is bv. het geval bij gepasteuriseerde eieren waar de wetgever de norm "afwezigheid van salmonella in 25 ml ei" hanteert. Koeling Door af te koelen of door bevriezen van levensmiddelen worden de enzymen geïnactiveerd en wordt de groei van micro-organismen sterk afgeremd. Het is echter van groot belang dat het koelproces niet onderbroken wordt bij transport, opslag of tijdens de distributie. Droogtechnieken Door het drogen wordt de waterinhoud van levensmiddelen sterk gereduceerd zodat de vermenigvuldiging van micro-organismen niet meer mogelijk is. Roken Door het roken wordt eveneens de waterinhoud verminderd en krijgt het product een typische smaak. Fermentatie Micro-organismen produceren alcohol of zuren die als bewaarmiddelen dienst doen. Toevoeging van additieven Sommige additieven kunnen de zuurtegraad van levensmiddelen verhogen, waardoor microbiële groei geremd wordt. Anti-oxidantia kunnen verhinderen dat vetten te snel oxideren. Sommige additieven remmen de groei van bepaalde bacteriën. Bestralen Ioniserende straling (kobalt-60 of X-stralen) doodt alle aanwezige kiemen. Dit wordt o.a. toegepast voor allerlei kruiden. 11 Voedingsbedrijven Een mogelijke aanpak is om de leerlingen in groepjes, een voedingsbedrijf naar keuze te laten behandelen. Veel nuttige informatie is te vinden bij de Federatie van de voedingsindustrie: http://www.fevia.be/pages/default_FJ.asp?zoeken.asp~pages 12 Alternatieve voedingswijzen Laat de leerlingen aangeven wat zij van bepaalde ‘alternatieve’ voedingswijzen zoals macrobiotiek, vegetarisme ed. weten en ga in op de zin en de onzin van alternatieve voedingswijzen. Veel nuttige informatie i.v.m. GGO4s is te bekomen bij het Vlaams instituut voor gezondheidspromotie: www.vig.be. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN1 1 Basisinfrastructuur − Demonstratietafel met water- en energievoorziening − Werktafels voor de leerlingen − Voorziening voor afvoer van schadelijke dampen 2 Basismateriaal − Balansen − Volumetrisch materiaal − Pipetvullers − Thermometers − Recipiënten (allerhande) − Statieven met toebehoren − Verwarmingselementen bijv. bunsenbrander, elektrische verwarmingsplaat − Universeelindicator en pH-meter − Stroom- en spanningsmeter of multimeter − Laagspanningsbron (gelijkspanning) 3 Stoffen − Chemicaliën voor demonstratie- en leerlingenproeven − Veiligheidspictogrammen en lijst met R- en S-zinnen − Voorzieningen voor een correct afvalbeheer 4 Visualiseren − Stereomodellen − Projectietoestel met benodigdheden 1 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. 26 TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 5 27 ICT-toepassingen Toegang tot de computer met geschikte software. 6 Veiligheid De huidige regelgeving in verband met veiligheidsaspecten en afvalbehandeling in het schoollaboratorium dient opgevolgd te worden. Om de veiligheid bij het uitvoeren van leerlingenproeven niet in het gedrang te brengen is het aangewezen dat het aantal leerlingen niet meer dan 20 bedraagt. De leraar oordeelt of hij, rekening houdend met het aantal leerlingen, met de uitrusting van zijn laboratorium en de aard van de te gebruiken toestellen en producten, de door het leerplan voorgeschreven demonstratie- en leerlingenproeven zonder gevaar kan uit voeren of laten uitvoeren. Indien hij oordeelt dat de beschikbare uitrusting gevaar voor zichzelf of voor de leerlingen oplevert, waarschuwt hij onmiddellijk het instellingshoofd, dat de nodige maatregelen treft om de activiteiten in gunstige omstandigheden te laten doorgaan. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 28 EVALUATIE 1 De evaluatie heeft een tweevoudig doel − 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 moet aan de leraar de feedback geven 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. − In het kader van het Schoolreglement en het Schoolwerkplan is het aangewezen om ouders en leerlingen tijdig over de wijze van evalueren in te lichten. 2 Eigenschappen van een goede evaluatie − Door te evalueren wil men bij de leerlingen nagaan in hoeverre de doelstellingen die men met het leerproces wilde bereiken, bereikt zijn. − De evaluatie moet daarom volgende kenmerken bezitten: ze moet valide, betrouwbaar en efficiënt zijn. − Validiteit: mate waarin de toets of de eindproef overeenstemt met het gegeven onderwijs. Dit betekent o.a. dat er bij de evaluatie voldoende vragen rond de behandelde contexten moeten voorkomen. Betrouwbaarheid: het uitschakelen van toevalsinvloeden en het aanwenden van objectieve meetmethoden. Efficiëntie: de tijd nodig voor het voorbereiden en het afnemen van de toets moet in verhouding staan tot het bekomen van relevante informatie, liefst in een minimum van tijd. − − − Onvoldoende resultaten bij individuele leerlingen of bij gedeelten van de klasgroep, zullen de leraar ertoe aanzetten om remediërend in te grijpen. Indien nodig zal de leraar voor andere werkvormen en leermiddelen kiezen. − Een evaluatie kan een signaal geven om doelstellingen en /of leerinhouden bij te sturen. − Verder is de evaluatie een belangrijk gegeven bij de pedagogische begeleiding en bij de controle door de inspectie. − Voor de leerling is het van belang, om door de evaluatie te weten te komen, hoe zijn evolutie is binnen het leerproces. Een evaluatiecijfer voor dagelijks werk zal dus noodzakelijker wijze gesteund zijn op veelvuldige evaluatiemomenten die zowel kennis, vaardigheden als attitudevorming omvatten. 3 Soorten evaluatie 3.1 Dagelijks werk (deelproeven) Mondelinge beurten en korte toetsen hebben vooral als doel na te gaan of de leerlingen de genoemde doelstellingen in voldoende mate hebben bereikt. Leerlingen met achterstand zullen bijkomende opdrachten en taken krijgen om zo snel mogelijk bij te benen. Het is een belangrijke taak voor de leraar om de leerlingen individueel te begeleiden, en om de oorzaken van de achterstand te achterhalen en, mits aangepaste remediëring, deze leerlingen te helpen. ‘Leren leren’ krijgt zo een meer concrete betekenis. Via bepaalde technieken zoals beheersingsleren, geprogrammeerde instructie, hulp van medeleerlingen en eventueel van externe deskundigen (CLB) zullen deze leerlingen geholpen worden. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 29 Voor leerlingen die in de betreffende studierichting niet op hun plaats zitten, zal middels afspraken met collega’s, directie en/of CLB, op de begeleidende klassenraad zo snel mogelijk een oplossing gezocht worden. De hoofdbedoeling moet blijven, om zo veel als mogelijk leerlingen mee over de meet te krijgen. Verwacht meer en je zult meer krijgen. Hoge verwachtingen zijn voor iedereen belangrijk, zowel voor leerlingen die moeilijk meekunnen, voor zij die zich niet erg willen inspannen als voor goede, gemotiveerde leerlingen. Het rapportcijfer van het dagelijks werk is gesteund op een zo breed mogelijke permanente evaluatie van de afgelopen periode. Zowel cognitieve als affectieve en psychomotorische doelstellingen komen hierbij aan bod. De leraar houdt hiervoor een evaluatieschrift bij. Bij elk cijfergegeven moet summier terug te vinden zijn wat de bedoeling van de evaluatie was. Hiervoor kan de leraar beschikken over: - notities over het leergedrag van de leerling in de klas; - klasgesprekken; - mondelinge overhoringen; - korte schriftelijke toetsen; - herhalingstoetsen (grotere leerstofgedeelten); - huis- en klastaken; - kwalitatieve beoordeling aangaande praktische oefeningen, laboratoriumwerk; - notities over de mate van het beheersen van de vaardigheden; 3.2 Examens (eindproeven) − Examens houden een productevaluatie in. 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 als het aanbieden van remediërende opdrachten zijn essentieel in het door ons beoogde totale leerproces. − Via een grote variatie in vraagvormen (open en halfopen, invulvragen, juist- onjuist vragen, sorteervragen, rangschikkingvragen en meerkeuzevragen) zullen vooral de minimumdoelstellingen (eindtermen) getoetst worden. Uitsluitend theorievragen moeten vermeden worden. − De duur van de schriftelijke examens komt ten hoogste overeen met het aantal wekelijkse lestijden voor het vak met een minimum van twee lestijden. − De examens worden afgenomen in aanwezigheid van de vakleraar. Hij deelt de leerlingen, bij aanvang van de proef, mee dat bijkomende vragen ter verduidelijking kunnen gesteld worden. Elke bijkomende toelichting wordt hardop gegeven, zodat alle leerlingen op een gelijke wijze worden behandeld. − 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 niet-absolute modeloplossing (de leerling kan terecht een andere oplossingsmethode gebruiken) of met een opsomming van de aandachtspunten die aanwezig moeten zijn voor oplossingen op open vragen en taken. − 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. − Voor de examens worden met de leerlingen duidelijke afspraken gemaakt over het verloop ervan. De leraar zorgt ervoor dat minimum 75% van de examenvragen het bereiken van de minimumdoelstellingen (eindtermen en andere minimumdoelstellingen) toetst. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 4 30 Algemene richtlijnen − De vragen/opdrachten met aanduiding van de cijferverdeling op de modeloplossing en de aanwijzingen voor de oplossing van de open vragen, worden opgesteld en vooraf aan de directeur overhandigd. − Om achteraf discussies te vermijden zorgt men ervoor dat de leerlingen beschikken over: - een duidelijk beeld van wat van hen verwacht wordt; de vragen en opdrachten die al zijn voorgekomen gedurende het didactisch proces; een schriftelijk overzicht van de voor het examen te kennen leerstof; een geschreven mededeling waarin staat welke informatiebronnen en welk materiaal ze mogen/moeten meebrengen op het examen; een blad met vragen om overschrijffouten te vermijden. − Indien in een klas leerlingen van verschillende opties of studierichtingen samen alle lessen of een deel van de lessen volgen, dan is binnen deze klas differentiatie van vragen toegelaten. − Bij eventueel herexamen zal men voor de leerling de leerstof voor dat herexamen zeer nauwkeurig schriftelijk bepalen. 5 Correctie − Objectieve correctienormen zijn vanzelfsprekend een noodzaak. Wanneer een antwoord verschillende elementen inhoudt, is het aangewezen per essentieel element een puntenverdeling te maken. − De leraar die aan zelfevaluatie wil doen, zal in tabelvorm een overzicht van de behaalde resultaten per leerling en per vraag opstellen. Daarop aansluitend wordt dan verwacht dat de leraar zijn besluiten trekt in verband met de gebruikte onderwijsmethode. Tevens is dit een uitstekend hulpmiddel om gefundeerde remediërende maatregelen t.o.v. de leerlingen te treffen. TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 31 BIBLIOGRAFIE 1 Pedagogisch-didactische naslagwerken BLIECK, A. e.a., Instrumentarium voor leraren en schoolteams, Vakoverschrijdende thema's in het secundair onderwijs: gezondheidsopvoeding, milieueducatie en relationele vorming, Uitgeverij Garant, Leuven-Apeldoorn, 1994. BOEKAERTS, M. en SIMONS, P., Leren en instructie, Psychologie van de leerling en het leerproces, Van Gorcum, Assen, 1995. STANDAERT, R., Leren en onderwijzen; Inleiding tot de algemene didactiek, Uitgeverij Acco. TIELEMANS, J., Psychodidactiek, Uitg. Garant, Leuven, 1993, ISBN 90-5350-151-7 VERGAUWEN, G. en DESERRANO, G., Attitudes evalueren’ Uitg. Garant, Antwerpen, 2005. 2 Algemene en Organische Chemie ATKINS, P.W. en BERAN, J.A., General Chemistry, W.H. Freeman and Co, New York, 1992. BOYO, R.N. en MORRISON, R.T., Organic Chemistry, Sixth Edition, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1992. McQUARRIE, D.A. en ROCK, P.A.,General Chemistry, W.H. Freeman and Co, New York, 1991. VAN DER MEER, A., Basischemie voor het MLO, Heron-reeks, tweede herziene druk, Kluwer, Antwerpen, 2000. VAN DER MEER, A. en DIRKS, R., Organische chemie voor het MLO, Heron-reeks, eerste druk, Kluwer, Antwerpen, 1995, ISBN 90 313 1736 5 DEWEGHE, L. en MORTIER, J-M., Eten, meten en weten, KVCV, Leuven, ISBN 90-9007430-9 3 Voedingsleer Belgische VOEDINGSMIDDELENTABEL, Nubel,RAC 1010 Brussel BELITZ, H.-D., e.a., Lerhbuch der Lebensmittelchemie, Springer-Verlag, Berlin CAMERON, A.G. en FOX, B.A., Food Science, Hodder and Stoughton, London COKELAERE, Voedingsleer, Aurelia Books, Sint-Martens-Latem DEELSTRA, H., e.a., Vreemde stoffen in onze voeding, 1999, Stichting Leefmilieu, Antwerpen DEWEGHE, L., e.a., Eten, meten en weten, KVCV, Werkgroep Voeding, Leuven 1994 DE WIJN, Fysiologie van de voeding, Uitg. Bohn, Scheltema en Holkema DRESSLER, D., e.a., Enzymen, Wetenschappelijke Bibliotheek Natuurwetenschap & Techniek, Beek MASSART, D.L., e.a., Vreemde stoffen in onze voeding, De Nederlandse Boekhandel, Kapellen ZEMMERMAN, G., Praktische voedingsgids, Die Keure, Brugge, 1992 TOORS, H., VEEN, J.M. en VREDEBREGHT, W.H., Mens en voeding, Nijgh en Van Ditmar Educatief (voor België: Uitg. Infobook, Lil 51, 2450 Meerhout VERMEIREN, A.-M., Essentiële bestanddelen van de voeding, ACCO, Leuven TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 4 Leerboeken BRUGGEMANS, K. en HERZOG, Y., Fundamentele begrippen van algemene chemie, (leerboek en naslagwerk), Uitgeverij De Boeck, Antwerpen 32 BRUGGEMANS, K. en HERZOG, Y., Organische chemie, (leerboek en naslagwerk), Uitgeverij De Boeck, Antwerpen BRUGGEMANS, K. en HERZOG, Y., Periodiek systeem van de elementen, Uitgeverij De Boeck, Antwerpen DE VROEY, J.C. en VAN DE WEERDT, J., Chemie GO 5 (handboek voor het eerste jaar van de derde graad, studierichtingen met 2 u. chemie per week of met 1 u. chemie per week + handleiding voor de leraar), Uitgeverij De Boeck, Antwerpen DE VROEY, J.C. en VAN DE WEERDT, J., e.a., Chemie GO 6 (handboek voor het tweede jaar van de derde graad, studierichtingen met 2 u. chemie per week of met 1 u. chemie per week + handleiding voor de leraar), Uitgeverij De Boeck, Antwerpen VAN DE WEERDT, J., Tabellenboekje voor Chemie, Uitgeverij De Boeck, Antwerpen BRUGGEMANS, K. en HERZOG, Y., Periodiek systeem van de elementen, Uitgeverij De Boeck, Antwerpen 5 Andere naslagwerken ANGENON, A, Werken met grootheden en wettelijke eenheden, Die Keure, Brugge,1998, ISBN 9057510677 ATKINS, P.W., Moleculen: chemie in drie dimensies, Natuurwetenschap & Techniek 1990 ATKINS, P.W., Chemische reacties: materie in beweging, Natuurwetenschap & Techniek 1993. BROEK (VAN DE), J., Over sneeuwballen en glaasjes melk, (100 alledaagse onderwerpen chemisch ontmaskerd), Uitg. ten Hagen & Stam, Den Haag, 20000 HÄUSLER, K. en SCHMIDKUNZ, H., Tatort Chemie, Ein Lexicon für den Verbraucher, Delphin, München, 1986 HONDEBRINK, J.G., Scheikunde de basis, Uitg. tenHagenStam, Den Haag, 1999, ISBN 070-304 58 88 MEADOWS, J., Geschiedenis van de Wetenschap, Natuurwetenschap & Techniek, Amsterdam, ISBN 90 68251 902 SELINGER, B., Chemistry in the Market Place, London (HBJ), 1988 VOLLMER, G. en FRANZ, M., Chemische Produkte im Alltag, München, 1985 6 Brochures en repertoria Gevaarlijke stoffen en preparaten (herken ze, bescherm u), een uitgave van het Commissariaat-generaal voor bevordering van de arbeid, 1040 Brussel Kunststoffen, e.a, Fedichem, Brussel http://www.fedichem.be/nl/publications/everyday_science Geen duurzame ontwikkeling zonder chemie, Fedichem, Brussel Wel thuis - het voorkomen van vergiftigingen en Wie ons wil bellen, verliest beter geen tijd gratis brochures, Antigifcentrum, p/a Militair Hospitaal Koningin Astrid, Bruynstraat 1120 Brussel, tel (02) 264 96 36 fax (02)264 96 46 Chemiekaarten, Gegevens voor veilig werken met chemicaliën, Sdu Uitgevers, http://www.sdu.nl/catalogus/Vervoer/CHKBOEK.jsp EChO, Essays voor Chemie-Onderwijs, KVCV, Leuven Jij en de Chemie, een reeks (gratis) thematische documenten over chemie, Fedichem, Brussel TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Sociale en technische wetenschappen TV Toegepaste chemie (1e jaar: 3 lestijden/week, 2e jaar: 3 lestijden/week) 7 Tijdschriften 33 Mens en Molecule (MeMo), maandelijkse uitgave van de Koninklijke Vlaamse Chemische Vereniging, Heverlee: http://www.kvcv.be/ Natuurwetenschap & Techniek, NL -1000 BM Amsterdam MENS (Milieu-Educatie, Natuur & Samenleving), driemaandelijks tijdschrift, Groeneborgerlaan 171, 2020 Antwerpen, www.2mens.com EOS-Magazine, Wetenschap en Technologie voor Mens en Maatschappij, Uitg. Cascade, www.eos.be Spectrum, VWR International, Leuven, http://www.merckeurolab.be/ 8 Cd-roms Chemielexicon, voor leerlingen en voor leerkrachten, KVCV, sectie Onderwijs & Opleidingen: http://onderwijs-opleiding.kvcv.be/ Het Digitale Archief - Natuurwetenschap & Techniek, Deel 1 en 2: http://www.natutech.nl/ Chemie en Samenleving, Van kleurstof tot kunstmest, De Digitale Wetenschappelijke Bibliotheek Natuurwetenschap & Techniek 1999, Amsterdam Chemiepractica, Holleen, Meeuwen-Gruitrode The chemistry set, (geavanceerd Periodiek Systeem met veel video, o.a. moleculestructuren), Cambridge De Grote Encyclopedie '98, ISBN: 90-5167-655 Science Interactive Encyclopedie, Hachette Multimedia Encarta Encyclopedie, Winkler Prins Editie, Microsoft ChemDAT, The Merck Chemical Database, met o.a. Material Safety Data Sheets’, ruim 5000 (gratis) veiligheidskaarten met R- en S-zinnen, VWR, Leuven, www.vwr.com