Dla nauczyciela
Scenariusz zajęć
Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak
Temat: Reakcja alkenów z wodą
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): , , HCl, ; 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: , i , HCl i HBr, , 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:
zapisuje oraz uzgadnia równania reakcji wody z alkenami;
identyfikuje produkty powstałe w reakcji wody z alkenami i proponuje ich wzory strukturalne oraz nazwy systematyczne;
sporządza mapę pojęciową wokół tematu addycji elektrofilowej,
Strategie nauczania:
asocjacyjna;
problemowa.
Metody i techniki nauczania:
dyskusja dydaktyczna;
mapa pojęciowa;
analiza tekstu źródłowego;
ćwiczenia uczniowskie;
technika zdań podsumowujących.
Formy pracy:
praca zbiorowa;
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;
podręcznik.
Przebieg zajęć
Faza wstępna:
Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla okładkę e‑materiału na której widoczny jest kot pijący wodę. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: czy związki chemiczne mogą być również „spragnione wody”? Uczniowie zastanawiają się, jakie związki reagują z wodą. Nauczyciel zapisuje ich pomysły na tablicy. Zadaje kolejne pytania: czy wiesz, że woda jest środowiskiem reakcji, a czasem bierze w niej udział? W jaki sposób przebiegają reakcje alkenów z wodą?
Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Sporządzanie mapy pojęciowej wokół tematu addycji elektrofilowej. Efektem sporządzonej mapy pojęciowej ma być uporządkowanie poznanych pojęcia i określenie korelacji miedzy nimi. Uczniowie proponują poznane do tej pory rodzaje addycji do wiązania podwójnego, np. addycja chlorowców, halogenowodorów, wodoru.
Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują w portfolio.
Faza realizacyjna:
Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej z części „przeczytaj” w e‑materiale mechanizm addycji wody do wiązania podwójnego w alkenie. Uczniowie analizują mechanizm addycji, nauczyciel ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie. Na podstawie opisu mechanizmu uczniowie określają co jest elektrofilem oraz nukleofilem w reakcji addycji wody do alkenów. Następnie zapisują definicję elektrofila oraz nukleofila w zeszycie. Nauczyciel prosi uczniów o podanie przykładów nukleofili na podstawie poznanych do tej pory reakcji addycji.
Uczniowie pracują w parach z medium - symulacją interaktywna pt. ,,Reakcja alkenów z wodą”. Uczniowie otrzymują w nim różne alkohole z alkenów. Efektem pracy z medium ma być rozpoznanie rodzajów produktów utworzonych w wyniku addycji wody do cząsteczki alkenu. Nauczyciel monitoruje pracę uczniów, służy pomocą w razie wątpliwości.
Na zakończenie pracy z medium chętni lub wybrani uczniowie omawiają przykłady reakcji hydratacji alkenów i omawiają warunki zachodzenia procesu. Uczniowie formułują rolę katalizatora w tej reakcji, podają jego definicję i podają przykłady katalizatorów w reakcjach addycji wody do wiązania podwójnego, zapisując je na tablicy.
Uczniowie w parach sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – sprawdź się. Po każdym przeczytanym poleceniu nauczyciel daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętny uczeń z danej pary udziela odpowiedzi. Pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej, proponując swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej.
Faza podsumowująca:
Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania: Co to znaczy, że związek jest niepolarny? Na czym polega mechanizm reakcji alkenu z wodą? Co to jest elektrofil i nukleofil?
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 w e‑materiale – sprawdź się.
Uczniowie analizują wady i zalety reakcji addycji wody do etenu i zastanawiają się, czy tą metodą otrzymywany jest etanol na skalę przemysłową.
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:
Nauczyciel może wykorzystać medium w sekcji „Symulacja” 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. Uczniowie nieobecni na lekcji mogą wykorzystać medium jako źródło informacji dla lepszego zrozumienia materiału i uzupełnienia luk kompetencyjnych.
Materiały pomocnicze:
1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):
Co to znaczy, że związek jest niepolarny?
Na czym polega mechanizm reakcji alkenu z wodą?
Co to jest elektrofil i nukleofil?
Podręczniki do dyspozycji na lekcji:
K. H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, tłum. A. Dworak, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.
R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1985, t. 1.