Scenariusz zajęć

Autor: Daria Szeliga, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Jak zmienia się entalpia układu podczas rozpuszczania substancji?

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

IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Uczeń:

6) stosuje pojęcie entalpii; interpretuje zapis $\mathrm{\Delta }\mathrm{H}<0$ i $\mathrm{\Delta }\mathrm{H}>0$; określa efekt energetyczny reakcji chemicznej na podstawie wartości entalpii.

Zakres rozszerzony

IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Uczeń:

11) stosuje pojęcie standardowej entalpii przemiany; interpretuje zapis $\mathrm{\Delta }\mathrm{H}<0$ i $\mathrm{\Delta }\mathrm{H}>0$; określa efekt energetyczny reakcji chemicznej na podstawie wartości entalpii.

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:

• przeprowadza doświadczenie chemiczne polegające na porównaniu efektu energetycznego towarzyszącemu rozpuszczaniu wodorotlenku potasu oraz azotanu(V) potasu w wodzie;

• wnioskuje o efekcie energetycznym na podstawie zmian temperatury podczas rozpuszczania wodorotlenku potasu oraz azotanu(V) potasu w wodzie;

• wyjaśnia, czym jest ciepło rozpuszczania;

• porównuje efekty energetyczne towarzyszące procesowi rozpuszczania innych substancji w wodzie.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• film samouczek;

• dyskusja dydaktyczna;

• mapa myśli;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika bateria.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica multimedialna/tablica i kreda/pisak;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: „Od czego zależy efekt energetyczny rozpuszczania soli kuchennej oraz innych substancji w wodzie?”

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się udzielić odpowiedzi na pytanie: Co to jest entalpia rozpuszczania? Nauczyciel zapisuje definicję na tablicy.

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

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

Faza realizacyjna:

1. Eksperyment chemiczny – „Badanie efektów cieplnych rozpuszczania wodorotlenku potasu oraz azotanu(V) potasu w wodzie”. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na grupy, rozdaje karty pracy. Uczniowie wybierają odpowiednie szkło, sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne. Uczniowie samodzielnie wykonują kolejno czynności podane w instrukcji (patrz karta pracy ucznia). Uczniowie obserwują zmiany podczas eksperymentu, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów. Na forum całej klasy liderzy grup prezentują efekty pracy. Powrót do fazy wstępnej - uczniowie definiują pojęcie entalpii rozpuszczania na podstawie eksperymentu, a następnie konfrontują definicję podana w fazie wstępnej i skorygowanie jej, jeżeli zajdzie taka potrzeba.

2. Nauczyciel proponuje w parach pracę z filmem samouczkiem, który wyjaśnia, jak zmienia się entalpia układu podczas rozpuszczania substancji – wyjaśnienia krok po kroku.

3. Uczniowie analizują efekty energetyczne towarzyszące procesowi rozpuszczania różnych substancji organicznych oraz nieorganicznych w wodzie na podstawie Tabeli 1 zawartej w e‑materiale w sekcji „Przeczytaj”.

4. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: „Co ma wpływ na efekt energetyczny rozpuszczania danej substancji w wodzie?”. Na tablicy powstaje mapa pojęć. W przypadku trudności z określeniem czynników, uczniowie mogą wykorzystać dostępne źródła informacji, w tym e‑materiał.

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. 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 wynikające 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?

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale – „Sprawdź się”, których nie zdążyli wykonać na lekcji.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Film samouczek może być wykorzystany w metodzie lekcji odwróconej. Uczniowie mogą medium wykorzystać podczas przygotowania się do lekcji czy pracy kontrolnej. Uczniowie nieobecni na lekcji film mogą wykorzystać jako narzędzie do samokształcenia i uzupełnienia luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje planszę z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‑10% do oceny stopnia opanowania zagadnień oraz cenki dla uczniów.

2. Doświadczenie chemiczne: „Badanie efektów cieplnych rozpuszczania wodorotlenku potasu oraz azotanu(V) potasu w wodzie”.

Szkło i sprzęt laboratoryjny: zlewki, termometry, łyżeczki, bagietki szklane.

Odczynniki chemiczne: wodorotlenek potasu, azotan(V)potasu.

Instrukcja wykonania opisana w karcie pracy ucznia.

• Przykładowe obserwacje: w zlewce z wodorotlenkiem potasu temperatura mieszaniny wzrosła. W zlewce z azotanem(V) potasu temperatura mieszaniny zmalała.

• Przykładowe wnioski: rozpuszczanie wodorotlenku potasu zachodzi z efektem egzotermicznym, a rozpuszczanie azotanu(V) potasu z efektem endotermicznym.

3. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

4. Karty pracy ucznia: