Scenariusz zajęć

Autor: Marta Wróbel, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Gdzie w przyrodzie występują tlenki?

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

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

1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg procesów chemicznych;

2) wskazuje na związek właściwości różnorodnych substancji z ich zastosowaniami i ich wpływem na środowisko naturalne;

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

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:

• nazywa i rozpoznaje tlenki w przyrodzie;

• wymienia miejsca i warunki ich powstawania;

• wymienia miejsca występowania.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• metoda lekcji odwróconej;

• dyskusja dydaktyczna;

• eksperyment chemiczny;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• okienko informacyjne;

• kieszeń i szuflada.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

• rzutnik multimedialny;

Przed lekcją:

W ramach metody lekcji odwróconej, zadaniem uczniów (praca w parach) jest zapoznanie się z treściami, które są zawarte w e‑materiale i które dotyczą tematu w zakładce “Przeczytaj”, a także przedstawienie w formie graficznej informacji o dowolnie wybranym tlenku (uczniowie mogą korzystać ze wszystkich dostępnych źródeł).

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Uczniowie umieszczają na tablicy swoje prace graficzne na temat wybranych przez siebie tlenków. Autorzy prac podają na forum klasy miejsca występowania tlenków (z uwzględnieniem wszystkich tlenków, które pojawiły się na planszach).

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

3. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, których będą używać na lekcjach.

Faza realizacyjna:

1. Metoda lekcji odwróconej. Uczniowie mieli za zadanie zapoznać się z treściami zawartymi w e‑materiale oraz medium bazowym (grafiką interaktywną). Jeżeli pojawiają się wątpliwości, nauczyciel wspiera i ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

2. Eksperyment chemiczny – “Gaśnica pianowa” oraz “Otrzymywanie tlenków żelaza”. Uczniowie wykorzystają wiedzę zdobytą w e‑materiale oraz multimedium bazowym. Nauczyciel dzieli zespół klasowy na pięcioosobowe grupy, które wybierają odpowiednie szkło, materiały i odczynniki chemiczne. Następnie tworzą instrukcję do eksperymentów, po czym chętne osoby podają przykłady na forum klasy. Nauczyciel weryfikuje ich poprawność (przykładowe instrukcje dla prowadzącego w materiałach pomocniczych). Rozdaje karty pracy. Uczniowie samodzielnie stawiają pytanie badawcze i hipotezę, rysują schemat doświadczenia, obserwują zmiany podczas eksperymentu, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Nauczyciel monitoruje ich pracę. Po wyznaczonym czasie, liderzy grup prezentują efekty pracy na forum klasy. Zespół klasowy podsumuje wyniki eksperymentów.

3. Okienko informacyjne – forma indywidualnej twórczej notatki. Uczniowie dzielą kartkę w zeszycie na cztery części (poziom, pion lub po przekątnej). W pierwsze okienko uczniowie wpisują hasło, które ich interesuje. W drugim podają definicję danego terminu (z różnych źródeł). W trzecie wpisują metaforyczne znaczenie wyrazu, żart językowy, rebus itp. Ostatnie okienko może mieć formę scenki komiksowej, dialogu, karykatury z zastosowaniem interesującego uczniów terminu. Chętna osoba może zaprezentować na forum klasy swoje okienko informacyjne.

4. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Kieszeń i szuflada. Nauczyciel rozdaje uczniom samoprzylepne karteczki. Prowadzący zajęcia rysuje na tablicy kieszeń, a obok niej zapisuje: „Co zabieram ze sobą?”. Tutaj uczeń ma wpisać to, co wyniósł z zajęć, co do niego szczególnie przemówiło, co się spodobało lub co mu się przyda w przyszłości. Poniżej nauczyciel rysuje szufladę i białą plamę. Obok szuflady zapisuje: „Co mi się nie przyda?”, a obok białej plamy: „Czego zabrakło?”. Poniższe rysunki uczeń wypełnia samoprzylepnymi karteczkami z zapisanymi krótkimi zdaniami, równoważnikami zdań lub kluczowymi słowami. Jest to okazja także do analizy przebiegu zajęć i szybkiej powtórki.

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:

Grafikę interaktywną uczniowie mogą wykorzystać przygotowując się do zajęć lub mogą jej użyć podczas lekcji powtórzeniowej. Uczniowie nieobecni na lekcji mogą skorzystać z medium jako uzupełnienie luk kompetencji.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje sklerotki (karteczki samoprzylepne) uczniom.

2. Doświadczenie chemiczne “Gaśnica pianowa”.

Cel doświadczenia: Tlenek węgla(IV) jest cięższy od powietrza i „osiada na palącym się przedmiocie”. Jego zastosowanie uniemożliwia dostęp tlenu podtrzymującego spalanie do płomieni. Powszechnie znanym faktem jest wykorzystanie tlenku węgla(IV) w gaśnicach. Celem doświadczenia będzie “wyprodukowanie” tlenku węgla(IV) i wykorzystanie do zgaszenia ognia.

Potrzebne materiały i odczynniki: szklana kolba, szklane zlewka, kwasek cytrynowy, soda oczyszczona, woda, świeczka/tealight, plastikowy kubek, zapałki, balon.

Instrukcja wykonania:

Doświadczenie chemiczne 1:

• Zachowując ostrożność, zapal świeczkę/tealight i umieść ją w pustej zlewce.

• W szklanej kolbie wymieszaj stałą sodę oczyszczoną ze stałym kwaskiem cytrynowym w proporcji 1:1 i wsyp do balonu.

• Do kolby dodaj nieco wody i zamieszaj, a następnie na ujście kolby nałóż balon i wysyp z niego zawartość do wody. Jeżeli balon samoistnie się napompuje, ściągnij go i uwolnij delikatnie częściowo gaz z balonu do pustej zlewki.

• Zlewkę z gazem przenieś nad zlewkę ze świeczką i „wylewaj” gaz ze zlewki na zapaloną świeczkę.

• Obserwuj zachodzące zmiany.

Doświadczenie chemiczne 2:

• W zlewce umieść świeczkę.

• W pojemniku (np. plastikowym kubeczku) wymieszaj sodę z kwaskiem cytrynowym w proporcji 1:1.

• Mieszankę wsyp do zlewki, dookoła świeczki. Świeczkę zapal.

• Dodaj nieco wody wlewając ją po ściankach zlewki, uważając, by nie zgasić ognia.

• Obserwuj zachodzące zmiany.

Wnioski z doświadczeń:

W przeprowadzonych eksperymentach podczas reakcji między roztworem kwasu cytrynowego i sodą oczyszczoną udało się otrzymać ${\text{CO}}_2$ i wykorzystać go do zgaszenia ognia.

3. Doświadczenie chemiczne: “Otrzymywanie tlenków żelaza”.

Cel doświadczenia: jakie czynniki są potrzebne do tworzenia się tlenków żelaza? Zbadanie, czym jest rdza, jakie są podstawowe czynniki korozyjne oraz co wpływa na hamowanie lub przyspieszanie korozji.

Potrzebne materiały i odczynniki: gwoździe/pinezki, papier ścierny, probówki, woda utleniona (3%), chlorek sodu, ocet, kwasek cytrynowy, wodorotlenek sodu, soda oczyszczona.

Instrukcja wykonania:

Przed wykonaniem eksperymentu gwoździe/pinezki należy przetrzeć papierem ściernym.

Doświadczenie 1:

• W trzech probówkach należy umieść gwoździe/pinezki żelazne.

• Probówki umieścić w stojaku: pierwszą napełnić wodą, drugą mieszaniną wody i wody utlenionej (w proporcji 1:1), trzecią napełnić wyłącznie wodą utlenioną. W każdym przypadku żelazny przedmiot powinien być zanurzony w cieczy.

• Obserwacje zanotować.

Doświadczenie 2:

• W pięciu probówkach umieść gwoździe/pinezki żelazne. Każdą z probówek napełnij wodą w takiej ilości, aby gwóźdź był zanurzony do połowy swojej wysokości. Do probówek wprowadź dodatkowo: probówka 1 – kilka kropli nasyconego roztworu soli kuchennej,
  probówka 2 – kilka kropli octu,
  probówka 3 – kilka kropli roztworu kwasku cytrynowego,
  probówka 4 – granulkę $\text{NaOH}$,
  probówka 5 – kilka kropli roztworu sody oczyszczonej.

• Do każdej z pięciu probówek dolej wody utlenionej w takiej ilości, aby gwóźdź był zanurzony całkowicie w cieczy.

Wnioski do doświadczenia:

Rdza pojawiła się na żelaznych przedmiotach w wyniku kontaktu z wodą oraz tlenem. Efektem jest utworzenie się brunatnej powłoczki na przedmiotach i/lub wytrącenie osadu. Tworzenie rdzy jest procesem powolnym, jednak wykorzystanie wody utlenionej (rozkład na ${\text{H}}_2{\text{O+O}}_2$), która dostarcza tlenu, przyśpiesza proces korozji, niż w ma to miejsce w przyrodzie. Na szybkość korozji wpływa również obecność innych substancji (elektrolity, jony ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$ i OHIndeks górny –^–) powodując przyspieszenie lub hamowanie tego procesu.

4. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

5. Karta pracy ucznia: