Scenariusz zajęć

Autor: Aleksandra Marszałek‑Harych, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Badanie właściwości różnych odmian alotropowych węgla

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

Podstawa programowa:

Poziom podstawowy

III. Wiązania chemiczne. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Uczeń:

7) wyjaśnia pojęcie alotropii pierwiastków; na podstawie znajomości budowy diamentu, grafitu, grafenu i fullerenów tłumaczy ich właściwości i zastosowania.

Poziom rozszerzony

III. Wiązania chemiczne. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Uczeń:

9) wyjaśnia pojęcie alotropii pierwiastków; na podstawie znajomości budowy diamentu, grafitu, grafenu i fullerenów tłumaczy ich właściwości i zastosowania.

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:

• rozróżnia odmiany alotropowe węgla;

• analizuje podobieństwa i różnice we właściwościach odmian alotropowych węgla;

• analizuje właściwości odmian alotropowych węgla w oparciu o wybrane techniki analizy.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• analiza materiału źródłowego;

• technika gadająca ściana;

• ćwiczenia uczniowskie;

• eksperyment - pokaz uczniowski;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami i dostępem do internetu;

• słuchawki;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica;

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zainteresowanie i dyskusja. Nauczyciel w oparciu o wprowadzenie do e‑materiału wzbudza ciekawość uczniów i tym samym rozpoczyna dyskusję, pytając: Jakie znasz odmiany alotropowe węgla? Czy wiesz, jakie mają właściwości?

2. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat i wraz z uczniami ustala cele.

3. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół odmian alotropowych węgla.

Faza realizacyjna:

1. Efektem burzy mózgów jest zapisanie nazw odmian alotropowych w postaci haseł na tablicy. Następnie uczniowie, w oparciu o dostępne źródła, mają za zadanie zweryfikować, czy podane odmiany są trafne i czy wyczerpane zostało polecenie. Jeśli nie, muszą zadanie poprawić i uzupełnić listę.

2. Uczniowie w parach proszeni są o wyjaśnienie pojęć: przewodnictwo cieplne i przewodnictwo elektryczne. Chętni lub wskazani uczniowie wyjaśniają pojęcia na forum klasy. Nauczyciel weryfikuje podane wyjaśnienia i ewentualnie uzupełnia luki.

3. Eksperyment chemiczny. Nauczyciel dzieli uczniów losowo na grupy, rozdaje uczniom karty pracy, przygotowuje odpowiednie szkło i sprzęt laboratoryjny. Uczniowie wykonują kolejno czynności podane w instrukcji (patrz materiały pomocnicze). Uczniowie samodzielnie formułują pytanie badawcze i hipotezę, rysują schemat doświadczenia, obserwują zmiany podczas eksperymentu, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Prowadzący zajęcia monitoruje przebieg pracy uczniów, wspiera ich. Następnie na forum całej klasy następuje weryfikacja pod względem merytorycznym zaprezentowanych przez chętnych uczniów efektów pracy. Nauczyciel wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

4. 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.

5. Uczniowie analizują medium bazowe w e‑materiale i sprawdzają swoją wiedzę indywidualnie, wykonując zaproponowane ćwiczenia.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza stan wiedzy uczniów po przeprowadzonej lekcji, wykorzystując swoje pytania oraz pytania znajdujące się w e‑materiale:

• Jakie są odmiany alotropowe węgla?

• Wyjaśnij, dlaczego grafit przewodzi prąd elektryczny?

• Jak wytłumaczysz brak przewodnictwa elektrycznego przez diament i jednocześnie jego dobre jego przewodnictwo cieplne?

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

• Przypomniałem sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Nauczyciel prosi uczniów o wykonanie ćwiczeń zawartych zestawie ćwiczeń w e‑materiale.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Medium bazowe może zostać wykorzystane przez uczniów podczas przygotowywania się do zajęć lub sprawdzianu wiedzy.

Materiały pomocnicze:

1. Mazaki, arkusze papieru, glutaki.

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

• Jakie są odmiany alotropowe węgla?

• Wyjaśnij, dlaczego grafit przewodzi prąd elektryczny?

• Jak wytłumaczysz brak przewodnictwa elektrycznego przez diament i jednocześnie jego dobre przewodnictwo cieplne?

3. Doświadczenie nr 1 – Badanie właściwości grafitu.

Sprzęt laboratoryjny: wkład grafitowy do ołówków, dioda typu LED, przewody z zaciskami typu krokodylki, bateria 9V, kartka papieru, ołówek, palnik spirytusowy, termometr, szczypce.

Instrukcja:

• ZADANIE 1. Zbuduj obwód elektryczny składający się z baterii, diody, przewodów elektrycznych zakończonych krokodylkami. Umieść w nim wkład grafitowy do ołówków. Sprawdź, czy po zamknięciu obwodu płynie prąd elektryczny.

• ZADANIE 2. Na kartce papieru narysuj grubą kreskę ołówkiem (najlepiej miękkim – typu „B”). Na tak narysowanej kresce połóż krokodylki wcześniej zmontowanego obwodu elektrycznego. Czy dioda się zaświeciła?

• ZADANIE 3. Jeden koniec pręcika grafitowego umieść w płomieniu palnika i ogrzewaj przez około 2 minuty. Po tym czasie zmierz temperaturą drugiego końca elektrody, przykładając do niego termometr. Zwróć też uwagę na to, jak szybko grafit się ochładza.

4. Karta pracy ucznia: