Scenariusz zajęć

Autor: Daria Szeliga, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Od czego zależy szybkość eliminacji – mechanizm E1 i E2?

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego, liceum, technikum, zakres rozszerzony; uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie rozszerzonym

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

XII. Wstęp do chemii organicznej. Uczeń:

9) klasyfikuje reakcje związków organicznych ze względu na typ procesu (addycja, eliminacja, substytucja, polimeryzacja, kondensacja) i mechanizm reakcji (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy); wyjaśnia mechanizmy reakcji; 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 i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne

Uczeń:

• wskazuje cząsteczkowość oraz rzędowość reakcji eliminacji typu E2 i E1;

• pisze wyrażenie na szybkość reakcji eliminacji typu E2 i E1;

• analizuje mechanizm reakcji eliminacji typu E2 i E1;

• porównuje reakcje eliminacji typu E2 i E1 pod względem kinetyki.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• bateria;

• symulacja interaktywna;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca całego zespołu klasowego;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• 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 zawarte we wprowadzeniu do e‑materiału.

2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się odpowiedzieć na pytanie: Od czego więc zależy szybkość reakcji eliminacji typu E2, a od czego E1?

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

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie dotyczące typów reakcji eliminacji.

• Jakie znacie typy reakcji eliminacji i co oznacza litera oraz cyfra w danym typie (E1, E2)? (E – eliminacja, 1 – reakcja jednocząsteczkowa, pierwszorzędowa, 2 – reakcja dwucząsteczkowa, drugorzędowa.)

2. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej mechanizmy reakcji typu E2 oraz E1, zawarte w e‑materiale w sekcji „Przeczytaj” – uczniowie z nauczycielem analizują na forum klasy przebieg tych reakcji. Następnie nauczyciel wyświetla wykresy energii w zależności od postępu reakcji, zawarte również w e‑materiale, i także razem z uczniami wspólnie je analizują.

3. Wyznaczeni uczniowie zapisują na tablicy ogólne równania kinetyczne dla reakcji typu E2 oraz E1.

4. Podczas burzy mózgów uczniowie mają za zadanie wskazać najwolniejszy etap każdego typu reakcji eliminacji. Szybkość reakcji E1 determinowana jest przez pierwszy etap reakcji, czyli tworzenie karbokationu jako produktu przejściowego. Szybkość reakcji E2 determinowana jest przez czas tworzenia stanu przejściowego. Procesy te stanowią najwolniejsze etapy reakcji.

5. Nauczyciel proponuje uczniom prace w parach z symulacją interaktywną. Uczniowie zapoznają się z poleceniem 1 zawartym w medium, po czym przechodzą do rozwiązywania ćwiczeń.

6. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Wykonują zadania. Nauczyciel może wyświetlić treść poleceń na tablicy multimedialnej. Po każdym przeczytanym poleceniu daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętna osoba 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 kwestie, udziela uczniom informacji zwrotnej. Ćwiczenia, których uczniowie nie zdążą wykonać podczas lekcji, mogą być zlecone do wykonania w ramach pracy domowej.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie na planszy z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‑10%, zaznaczają cenkami, w jakim stopniu opanowali zagadnienia, które wynikają z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. W przypadku, gdy bateria nie jest naładowana w 100%, zastanawiają się, w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy.
2. 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 nauczyłem/łam się...

• Co sprawiało mi trudność...

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:

Symulacja interaktywna może być wykorzystana przez uczniów podczas przygotowywania się do pracy kontrolnej oraz jako uzupełnienie luk kompetencyjnych przez uczniów nieobecnych na lekcji.

Materiały pomocnicze:

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

• Jakie czynniki wpływają na szybkość reakcji?

• Jaką jednostkę ma szybkość reakcji?

• Czy równanie kinetyczne można wyznaczać na podstawie równania reakcji chemicznej czy na podstawie serii doświadczeń?

• Co to jest stała szybkości reakcji?

• Jak wyznaczyć jednostkę stałej szybkości?

• Co to jest energia aktywacji?

• Co to jest stan przejściowy?

• Czym się różni stan przejściowy od produktu przejściowego?

• Czym jest cząsteczkowość?

• Czym jest rzędowość reakcji chemicznej?

2. Nauczyciel przygotowuje arkusz papieru z narysowaną baterią i skalą oraz cenki.