Scenariusz zajęć

Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak

Temat: Addycja wodoru w obecności katalizatora

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

XIII. Węglowodory. Uczeń:

3) opisuje właściwości chemiczne alkenów na przykładzie reakcji: spalania, addycji (przyłączania): ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$, HCl, ${\text{H}}_2\text{O}$; polimeryzacji; przewiduje produkty reakcji przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych do niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły Markownikowa (produkty główne i uboczne); pisze odpowiednie równania reakcji.

Zakres rozszerzony

XIII. Węglowodory. Uczeń:

4) opisuje właściwości chemiczne alkenów na przykładzie reakcji: spalania, addycji: ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$ i ${\text{Br}}_2$, HCl i HBr, ${\text{H}}_2\text{O}$, polimeryzacji; przewiduje produkty reakcji przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych do niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły Markownikowa (produkty główne i uboczne); opisuje zachowanie alkenów wobec wodnego roztworu manganianu(VII) potasu; pisze odpowiednie równania reakcji.

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, samokontrola podczas nauki.

Cele operacyjne

Uczeń:

• pisze równania reakcji addycji wodoru do alkenów;

• identyfikuje produkty powstałe w reakcji addycji wodoru do wiązania podwójnego i proponuje ich wzory strukturalne;

• analizuje mechanizm addycji wodoru do wiązania podwójnego w alkenach oraz warunki zachodzenia procesu i potrafi zapisać odpowiednie równania reakcji;

• proponuje alken oraz warunki reakcji do przygotowania danego alkanu przez katalityczne uwodornienie.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• mapa pojęciowa;

• analiza tekstu źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• film samouczek;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i 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 wyświetla okładkę e‑materiału, na której widoczna jest kostka masła, po czym zadaje pytania ze wstępu do lekcji: czy wiesz, co ma wspólnego margaryna z wodorem? Czy nikiel, pallad lub platyna mogą sprzyjać powstawaniu tłuszczów utwardzonych? Jaki związek z tym procesem mają alkeny? Czy wiesz na czym polega reakcja addycji elektrofilowej?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Sporządzanie mapy pojęciowej wokół tematu addycji elektrofilowej. Efektem sporządzonej mapy pojęciowej ma być poznanie definicji: addycja, elektrofil. Uczniowie proponują poznane do tej pory rodzaje addycji do wiązania podwójnego, np. addycja chlorowców, halogenowodorów.

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

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel dzieli uczniów losowo na grupy czteroosobowe. Zadaniem uczniów jest wykonanie polecenia 1 w e‑materiale - zakładka „przeczytaj”, w którym mają zaproponować problem badawczy, postawić hipotezę i sformułować wnioski. W tym czasie uczniowie pracują bez zaglądania do odpowiedzi i wskazówek. Po tym czasie chętny uczeń z każdej grupy zapisuje propozycje rozwiązania na tablicy. Następnie wraz z nauczycielem uczniowie ustalają jedną wspólną wersję i porównują ją z odpowiedzią zamieszczoną w tekście.

2. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej równanie reakcji uwodornienia. Chętny uczeń omawia przykład reakcji uwodornienia i omawia warunki zachodzenia procesu. Formułuje rolę katalizatora w tej reakcji, podaje jego definicję i podaje przykłady katalizatorów uwodornienia, zapisując je na tablicy.

3. Nauczyciel odsyła uczniów do kolejnej części e‑materiału – filmu samouczka, w którym przedstawiony jest dokładny mechanizm addycji wodoru do wiązania podwójnego. Po zakończeniu filmu uczniowie samodzielne rozwiązują zadania zawarte w medium. W przypadku wątpliwości nauczyciel udziela wskazówek do ich rozwiązania. Po wyznaczonym czasie chętny uczeń przedstawia swoje odpowiedzi.

4. Nauczyciel poleca uczniom, by powrócili do części „przeczytaj” i zapoznali się z fragmentem „Co ma wspólnego margaryna z wodorem?”. Po samodzielnej pracy z tekstem nauczyciel dzieli uczniów losowo na grupy, rozdaje arkusze papieru A4 i mazaki. Uczniowie wypisują wady i zalety reakcji uwodornienia, np. na przykładzie utwardzania tłuszczów. Uczniowie mogą korzystać z dostępnych źródeł informacji, w tym z e‑materiału. Po zakończonej pracy chętni uczniowie z poszczególnych grup prezentują efekty pracy na forum.

5. Na zakończenie lekcji uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Uczniowie wykonują po kolei zadania. Po każdym przeczytanym poleceniu nauczyciel daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętny uczeń z danej pary udziela odpowiedzi. Reszta uczniów ustosunkowuje się do niej, proponując swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania lub może stworzyć quiz z wykorzystaniem aplikacji Kahoot! lub Quizizz z zastosowaniem smartfonów/tabletów: na czym polega addycja wodoru w obecnosci katalizatora? Co to jest czynnik elektrofilowy? Gdzie ma zastosowanie uwodornienie?

2. Jako podsumowanie lekcji nauczyciel może wykorzystać zdania do uzupełnienia, które uczniowie również zamieszczają w swoim portfolio:

• Dziś nauczyłem/łam się...

• Zrozumiałem/łam, że...

• Zaskoczyło mnie...

• Dowiedziałem/łam się...

• Łatwe było dla mnie...

• Trudność sprawiało mi...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia zawarte w zestawie ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Nauczyciel może wykorzystać medium w sekcji „Film samouczek” do pracy przed lekcją. Uczniowie zapoznają się z jego treścią i przygotowują do pracy na zajęciach w ten sposób, żeby móc samodzielnie rozwiązać zadania w temacie.

Materiały pomocnicze:

1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):

• Na czym polega addycja wodoru w obecnosci katalizatora?

• Co to jest czynnik elektrofilowy?

• Gdzie ma zastosowanie uwodornienie?

2. Podręczniki do dyspozycji na lekcji:

• K. H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, tłum. A. Dworak, Warszawa 2014.

• R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010, t. 1.

• K. Dudek‑Różycki , M. Płotek, T. Wichur, Węglowodory. Repetytorium i zadania, Kraków 2020.

• K. Dudek‑Różycki , M. Płotek, T. Wichur, Kompendium terminologii oraz nazewnictwa związków organicznych. Poradnik dla nauczycieli i uczniów, Kraków 2020.

3. Nauczyciel przygotowuje arkusze papieru A4, mazaki.