Dla nauczyciela

Scenariusz zajęć

Autor: Amanda Gałkowska, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Jakie rodzaje izomerii występują w związkach organicznych?

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony; uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa:

Poziom podstawowy i rozszerzony

Wymagania ogólne

I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń:

1) pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno‑komunikacyjnych.

II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń:

4) wskazuje na związek między właściwościami substancji a ich budową chemiczną;

6) stosuje poprawną terminologię.

Poziom rozszerzony

XII. Wstęp do chemii organicznej. Uczeń:

2) na podstawie wzoru sumarycznego, półstrukturalnego (grupowego), opisu budowy lub właściwości fizykochemicznych klasyfikuje dany związek chemiczny do: węglowodorów (nasyconych, nienasyconych, aromatycznych), związków jednofunkcyjnych (fluorowcopochodnych, alkoholi, fenoli, aldehydów, ketonów, kwasów karboksylowych, estrów, amin, amidów), związków wielofunkcyjnych (hydroksykwasów, aminokwasów, peptydów, białek, cukrów);

3) stosuje pojęcia: homolog, szereg homologiczny, wzór ogólny, rzędowość w związkach organicznych, izomeria konstytucyjna (szkieletowa, położenia, grup funkcyjnych), stereoizomeria (izomeria geometryczna, izomeria optyczna); rozpoznaje i klasyfikuje izomery;

4) rysuje wzory strukturalne i półstrukturalne (grupowe) izomerów konstytucyjnych o podanym wzorze sumarycznym; wśród podanych wzorów węglowodorów i ich pochodnych wskazuje izomery konstytucyjne;

5) wyjaśnia zjawisko izomerii geometrycznej (cis–trans); uzasadnia warunki wystąpienia izomerii geometrycznej w cząsteczce związku o podanej nazwie lub o podanym wzorze strukturalnym (lub półstrukturalnym); rysuje wzory izomerów geometrycznych;

6) wyjaśnia zjawisko izomerii optycznej; wskazuje centrum stereogeniczne (asymetryczny atom węgla); rysuje wzory w projekcji Fischera izomerów optycznych: enancjomerów i diastereoizomerów; uzasadnia warunki wystąpienia izomerii optycznej w cząsteczce związku o podanej nazwie lub o podanym wzorze; ocenia, czy cząsteczka o podanym wzorze stereochemicznym jest chiralna;

Kształtowane kompetencje kluczowe:

  • kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji;

  • kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii;

  • kompetencje cyfrowe;

  • kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne

Uczeń:

  • porównuje rodzaje izomerii, które występują w związkach organicznych;

  • ocenia, jaki rodzaj izomerii występuje pomiędzy badanymi związkami chemicznymi;

  • proponuje wzór półstrukturalny związku chemicznego, będącego izomerem badanej struktury.

Strategie nauczania:

  • asocjacyjno‑operacyjna.

Metody i techniki nauczania:

  • dyskusja dydaktyczna;

  • modelowanie;

  • analiza materiału źródłowego;

  • ćwiczenia uczniowskie;

  • mapa pojęciowa;

  • technika bateria.

Formy pracy:

  • praca zbiorowa;

  • praca w parach;

  • praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

  • komputery ze słuchawkami i z dostępem do Internetu;

  • zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

  • rzutnik multimedialny;

  • tablica interaktywna/tablica i kreda/pisak.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

  1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: „Jakie są konsekwencje istnienia izomerów?”.

  2. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują na kartkach i gromadzą w portfolio.

  3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Nauczyciel zapisuje na tablicy hasło „izomeria” i tworzy mapę pojęciową w odniesieniu do rodzajów izomerii.

Faza realizacyjna:

  1. Nauczyciel losowo dzieli uczniów na trzy grupy zadaniowe, rozdaje arkusze papieru A3, mazaki. Ich zadaniem jest opracowanie wskazanego rodzaju izomerii:

  • grupa I – izomeria konstytucyjna szkieletowa;

  • grupa II – izomeria konstytucyjna położeniowa i funkcyjna;

  • grupa III – stereoizomeria.

    Uczniowie mogą korzystać z dostępnych źródeł informacji. Nauczyciel monitoruje pracę uczniów. Po wyznaczonym czasie, liderzy grup prezentują efekty pracy na forum klasy. Nauczyciel weryfikuje poprawność merytoryczną wypowiedzi i ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

  1. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej mapę pojęciową, zawartą w  multimedium w e‑materiale. Następuje powrót do fazy wstępnej, dochodzi do porównania obu map i ewentualnej korekty mapy na tablicy. Dodatkowo nauczyciel do każdego rodzaju izomerii zapisuje przykładowy wzór półstrukturalny związku organicznego, a chętne lub wybrane osoby zapisują wzór półstrukturalny odpowiedniego izomeru.

  2. Uczniowie dobierają się w pary. Nauczyciel rozdaje modele chemiczne – jeden na parę. Ich zadaniem jest skonstruowanie wzorów modelowych dwóch izomerów każdego z wymienionych rodzajów izomerii. Każda para prezentuje w formie pokazu na forum klasy jedną wybraną przez nauczyciela parę izomerów. Zadaniem uczniów‑słuchaczy jest ocenić, jaki rodzaj izomerii został przedstawiony za pomocą modeli chemicznych.

  3. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Wykonują zadania. Nauczyciel może wyświetlić treść poleceń na tablicy multimedialnej. Po każdym przeczytanym poleceniu daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętna osoba z danej pary udziela odpowiedzi/prezentuje rozwiązanie na tablicy. Pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej, proponując ewentualnie swoje pomysły. Nauczyciel, w razie potrzeby, koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne kwestie, udziela uczniom informacji zwrotnej. Ćwiczenia, których uczniowie nie zdążą wykonać podczas lekcji, mogą być zlecone do wykonania w ramach pracy domowej.

Faza podsumowująca:

  1. Uczniowie na planszy z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‑10%, zaznaczają cenkami, w jakim stopniu opanowali zagadnienia, które wynikają z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. W przypadku, gdy bateria nie jest naładowana w 100%, zastanawiają się, w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy.

Praca domowa:

Uczniowie wykonują w e‑materiale w sekcji „Sprawdź się” pozostałe ćwiczenia, których nie zdążyli wykonać na lekcji.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Mapę pojęciową uczniowie mogą wykorzystać, przygotowując się do zajęć lub mogą jej użyć podczas lekcji powtórzeniowej. Uczniowie nieobecni na lekcji mogą wykorzystać to narzędzie celem uzupełnienia luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

  1. Modele kulkowo‑pręcikowe.

  2. Polecenie podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):

  • Czy izomeria konstytucyjna dotyczy cząsteczek, w których sposób połączenia atomów jest taki sam?

  • Czy diastereoizomeria jest rodzajem izomerii konstytucyjnej?

  • Czy związki posiadające ten sam wzór sumaryczny, ale różne grupy funkcyjne to metamery?

  • Czy izomeria położenia podstawnika jest rodzajem izomerii konstytucyjnej?

Sprawdź się