Scenariusz zajęć

Autor: Amanda Gałkowska, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Jakim reakcjom ulegają alkohole polihydroksylowe?

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

XIV. Hydroksylowe pochodne węglowodorów – alkohole i fenole. Uczeń:

4) porównuje właściwości fizyczne i chemiczne alkoholi mono- i polihydroksylowych (etanolu (alkoholu etylowego), etano‑1,2‑diolu (glikolu etylenowego) i propano‑1,2,3‑triolu (glicerolu)); odróżnia alkohol monohydroksylowy od alkoholu polihydroksylowego; na podstawie obserwacji wyników doświadczenia klasyfikuje alkohol do mono- lub polihydroksylowych.

Zakres rozszerzony

XIV. Hydroksylowe pochodne węglowodorów – alkohole i fenole. Uczeń:

4) porównuje właściwości fizyczne i chemiczne alkoholi mono- i polihydroksylowych (etanolu (alkoholu etylowego), etano‑1,2‑diolu (glikolu etylenowego), propano‑1,2‑diolu (glikolu propylenowego) i propano‑1,2,3- -triolu (glicerolu)); projektuje i przeprowadza doświadczenie, którego przebieg pozwoli odróżnić alkohol monohydroksylowy od alkoholu polihydroksylowego; na podstawie obserwacji wyników doświadczenia klasyfikuje alkohol do mono- lub polihydroksylowych.

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:

• porównuje alkohole polihydroksylowe z alkoholami monohydroksylowymi w odniesieniu do reakcji, jakim ulegają.

• projektuje doświadczenie chemiczne wykazujące, jakim reakcjom chemicznym ulegają alkohole polihydroksylowe;

• pisze i bilansuje równania reakcji chemicznych etano‑1,2‑diolu z metalami aktywnymi, kwasami, tlenkiem miedzi(II) po podgrzaniu, dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasowym, chlorowodorem oraz równanie reakcji dehydratacji.

Strategie nauczania:

• problemowa;

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• eksperyment chemiczny;

• ćwiczenia uczniowskie;

• dyskusja dydaktyczna;

• analiza materiału źródłowego;

• wirtualne laboratorium;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca indywidualna;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

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

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica i kreda, pisak;

• aplikacja Mentimeter.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wykorzystuje informacje zawarte we wprowadzeniu do e‑materiału i zadaje pytanie: Czy tak skrajnie różne pod względem zastosowania związki chemiczne takie jak glikol i glicerol reagują w podobny sposób?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów w odniesieniu do  pytania: Jakim reakcjom ulegają alkohole polihydroksylowe. Nauczyciel może wykorzystać aplikację Mentimeter z zastosowaniem smartfonów/tabletów.

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

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

Faza realizacyjna:

1. Eksperyment chemiczny – „Badanie reakcji propano‑1,2,3‑triolu z sodem”. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na grupy, rozdaje karty pracy ucznia. Przygotowuje odpowiednie szkło i sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne. Uczniowie wykonują kolejno czynności podane w instrukcji (patrz materiały pomocnicze). Nauczyciel monitoruje cały przebieg pracy uczniów, kontroluje czas, wspiera uczniów. Uczniowie formułują problem badawczy, hipotezę, rysują schemat doświadczenia, obserwują zmiany podczas eksperymentu, zapisują równanie reakcji chemicznej, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Następnie na forum całej klasy następuje weryfikacja pod względem merytorycznym zaprezentowanych przez chętnych uczniów efektów pracy. Równanie reakcji chemicznej uczniowie zapisują na tablicy, celem sprawdzenia poprawności zapisu. Nauczyciel wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

2. Nauczyciel losowo wybiera uczniów do kilku grup. Uczniowie w grupach na podstawie e‑materiału opracowują reakcje alkoholi polihydroksylowych z potasem, kwasem nieorganicznym, kwasem organicznym, tlenkiem miedzi(II) po podgrzaniu, dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasowym, chlorowodorem oraz reakcję dehydratacji na przykładzie trzech alkoholi polihydroksylowych. Liderzy grup przedstawiają wyniki na forum klasy. Nauczyciel wraca do fazy wstępnej, w której uczniowie mieli wskazać reakcje jakim ulegają alkohole polihydroksylowe – zebranie informacji i skonfrontowanie ich ze sobą.

3. Wirtualne laboratorium – praca w parach. Uczestnicy zajęć zapoznają się z medium bazowym. Wykonują polecenie do medium bazowego. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów i 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, 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. Na zakończenie nauczyciel stosuje narzędzie do oceny stopnia opanowania wiadomości i umiejętności z zastosowaniem termometru przez uczniów. Uczniowie na skali temperatury zaznaczają cenkami, w jakim stopniu opanowali zagadnienia wynikające z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. Jeżeli ze skali będzie wynikał niski poziom temperatury, uczniowie 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...

• Czego się nauczyłam/nauczyłem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Wirtualne laboratorium może zostać wykorzystane podczas przygotowywania się ucznia do sprawdzianu lub do zdobycia wiedzy w razie nieobecności ucznia na lekcji.

Materiały pomocnicze:

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

• Czy alkohole polihydroksylowe reagują z potasem?

• Na czym polega dehydratacja  alkoholi polihydroksylowych?

• Jakie produkty są wynikiem reakcji kwasy organicznych i nieorganicznych z alkoholami polihydroksylowymi?

• Z czego wynika odczyn obojętny alkoholi?

• Co jest produktem utleniania alkoholi polihydroksylowych?

2. Doświadczenie chemiczne „Badanie reakcji propano‑1,2,3‑triolu z sodem”.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: krystalnica, cylinder miarowy, wkraplacz.

Odczynniki chemiczne: propano‑1,2,3‑triol (gliceryna), alkoholowy roztwór fenoloftaleiny, sód.

Instrukcja wykonania doświadczenia:

• Odmierz za pomocą cylindra miarowego 30 cmIndeks górny 3³ propano‑1,2,3‑triolu.

• Odmierzoną ilość propano‑1,2,3‑triolu wprowadź do krystalizatora.

• Dodaj kilka kropel alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.

• Wprowadź mały kawałek sodu.

• Obserwuj zmiany.

3. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

4. Karta pracy ucznia: