Scenariusz zajęć

Autor: Daria Szeliga, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Jakie właściwości fizykochemiczne posiadają cykloalkany?

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

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:

1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg procesów chemicznych;

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

5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych z zastosowaniem metody naukowej.

III. Opanowanie czynności praktycznych. Uczeń:

1) bezpiecznie posługuje się sprzętem laboratoryjnym i odczynnikami chemicznymi;

2) projektuje i przeprowadza doświadczenia chemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej formie, formułuje obserwacje, wnioski oraz wyjaśnienia;

3) stawia hipotezy oraz proponuje sposoby ich weryfikacji;

4) przestrzega zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.

Poziom 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:

1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg procesów chemicznych;3) reaguje w przypadku wystąpienia zagrożenia dla środowiska;

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

5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych z zastosowaniem metody naukowej.

III. Opanowanie czynności praktycznych. Uczeń:

1) bezpiecznie posługuje się sprzętem laboratoryjnym i odczynnikami chemicznymi;

2) projektuje i przeprowadza doświadczenia chemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej formie, formułuje obserwacje, wnioski oraz wyjaśnienia;

3) stosuje elementy metodologii badawczej (określa problem badawczy, formułuje hipotezy oraz proponuje sposoby ich weryfikacji);

4) przestrzega zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.

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:

• przewiduje niektóre właściwości fizykochemiczne cykloalkanów na podstawie budowy strukturalnej;

• wymienia właściwości fizykochemiczne charakteryzujące cykloalkany;

• wyjaśnia, jak zmieniają się właściwości fizykochemiczne cykloalkanów wraz ze wzrostem ilości atomów węgla budujących pierścień.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• mapa myśli;

• eksperyment chemiczny;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• symulacja interaktywna;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu/smartfony, tablety;

• tablica interaktywna/tablica i kreda, pisak;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wykorzystuje informacje i pytania zawarte we wprowadzeniu do e‑materiału.

2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół pytania:  Czy i jak właściwości fizyczne węglowodorów zmieniają się, gdy te są liniowe, rozgałęzione, cykliczne czy aromatyczne?

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

4. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcjach.

Faza realizacyjna:

1. Eksperyment chemiczny – „Badanie rozpuszczalności cyklopentanu”. Uczniowie w parach wybierają odpowiednie szkło i sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne przygotowane przez nauczyciela, rozdaje uczniom karty pracy. Uczniowie ustalają procedurę wykonania doświadczenia, po czym chętni uczniowie na forum klasy podają swoją propozycję  (można porównać z instrukcją zamieszczoną w materiałach pomocniczych). Uczniowie samodzielnie stawiają pytanie badawcze i hipotezę, rysują schemat doświadczenia, obserwują zmiany podczas eksperymentu, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Uczniowie sprawdzają również rozpuszczalność innych substancji (cukru spożywczego czy soli kuchennej) w rozpuszczalnikach. Następnie na forum całej klasy następuje weryfikacja pod względem merytorycznym zaprezentowanych przez chętnych uczniów efektów pracy.

2. Symulacja interaktywna – badanie właściwości fizykochemicznych cykloalkanów. Uczniowie w parach zapoznają się z poleceniem i wykonują zawarte tam ćwiczenia. Po wyznaczonym czasie uczniowie na forum klasy wymieniają charakterystyczne właściwości cykloalkanów.

3. Na podstawie analizy Tabeli 1 w e‑materiale w sekcji „przeczytaj” uczniowie wyciągają wnioski dotyczące zmiany gęstości, temperatur wrzenia i topnienia cykloalkanów w zależności od ilości atomów węgla budujących pierścień. Chętny uczeń podaje wnioski na forum klasy. Pozostali uczniowie weryfikują poprawność merytoryczną wypowiedzi.

4. Nauczyciel zadaje pytanie dotyczące zależności między lotnością najprostszego cykloalkanu – cyklopropanu a lotnością cykloalkanu zawierającego kilkanaście atomów węgla. Który z nich charakteryzuje się mniejszą lotnością? Cyklopropan charakteryzuje się mniejszą lotnością ze względu na mniejszą masę cząsteczkową. Wraz ze wzrostem liczby atomów węgla budujących pierścień, lotność cykloalkanów wzrasta.

5. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Uczniowie wykonują zadania. Nauczyciel może wyświetlić treść poleceń na tablicy multimedialnej. Po każdym przeczytanym poleceniu nauczyciel daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętny uczeń 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 informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel tworzy na tablicy mapę myśli.

2. Uczniowie wymieniają właściwości fizykochemiczne cykloalkanów zgłaszając się i uzupełniając mapę myśli.

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

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Dziś nauczyłam/łem się...

• Co sprawiało mi trudności...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Symulacja interaktywna może zostać wykorzystana podczas przygotowywania się ucznia do sprawdzianu lub do zdobycia wiedzy w razie nieobecności ucznia na lekcji.

Materiały pomocnicze:

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

• Jaki jest wzór ogólny cykloalkanów?

• Jakie są wiązania pomiędzy atomami węgla oraz atomami węgla i wodoru w cykloalkanach?

• Jakie właściwości fizykochemiczne charakteryzują cykloalkany?

2. Doświadczenie chemiczne 'Badanie rozpuszczalności cyklopentanu”

Szkło i sprzęt laboratoryjny: statyw do probówek, próbówki z korkami, pipety.

Odczynniki chemiczne: woda destylowana, eter dietylowy, ciekły cyklopentan (może być inny cykloalkan), sól kuchenna, cukier spożywczy.

Instrukcja wykonania:

• Przygotuj w dwóch probówkach rozpuszczalnik polarny (woda) i niepolarny (eter dietylowy).

• Do obu probówek dodaj taką samą ilość, ciekłego cykloalkanu.

• Probówki intensywnie wytrząśnij i pozostaw mieszaniny w statywie do ustabilizowania.

• Obserwuj zmiany.

3. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

4. Karta pracy ucznia: