Scenariusz zajęć

Autor: Marta Wróbel, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Jak produkuje się cement?

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

Wymagania ogólne

I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń:

1) pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno‑komunikacyjnych.

II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń:

2) wskazuje na związek właściwości różnorodnych substancji z ich zastosowaniami i ich wpływem na środowisko naturalne;

5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych z zastosowaniem podstaw metody naukowej.

III. Opanowanie czynności praktycznych. Uczeń:

1) bezpiecznie posługuje się sprzętem laboratoryjnym i odczynnikami chemicznymi;

2) projektuje i przeprowadza doświadczenia chemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej formie, formułuje obserwacje, wnioski oraz wyjaśnienia;

3) stawia hipotezy oraz proponuje sposoby ich weryfikacji;

4) przestrzega zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.

Poziom rozszerzony

Wymagania ogólne

I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń:

1) pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno‑komunikacyjnych.

II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń:

2) wskazuje na związek właściwości różnorodnych substancji z ich zastosowaniami i ich wpływem na środowisko naturalne;

5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych z zastosowaniem podstaw metody naukowej.

III. Opanowanie czynności praktycznych. Uczeń:

1) bezpiecznie posługuje się sprzętem laboratoryjnym i odczynnikami chemicznymi;

2) projektuje i przeprowadza doświadczenia chemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej formie, formułuje obserwacje, wnioski oraz wyjaśnienia;

3) stosuje elementy metodologii badawczej (określa problem badawczy, formułuje hipotezy oraz proponuje sposoby ich weryfikacji);

4) przestrzega zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.

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:

• omawia, czym jest cement i podaje jego rodzaje;

• wymienia podstawę prawną regulującą skład cementów;

• omawia i charakteryzuje etapy procesu produkcji cementu.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• burza mózgów;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• eksperyment chemiczny;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca w grupach;

• praca w parach;

• praca indywidualna;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom pytania: czym jest cement? Czy cement i beton to synonimy? Czy pod nazwą “cement” kryje się zawsze ten sam produkt?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów na temat cementu. Burza mózgów wokół cementu. Efektem burzy mózgów powinno być zdefiniowanie cementu, podanie jego składu i jego podział. W fazie realizacyjnej uczniowie porównają swoje odpowiedzi z informacjami podanymi w dostępnych źródłach informacji.

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. Uczniowie pracują z e‑materiałem, wyszukują informacje dotyczącą definicji cementu, jego składu chemicznego, podziału cementu na grupy i rodzaje. Chętni lub wskazani uczniowie odpowiadają na postawione przez nauczyciela pytania do analizowanych treści.

2. Uczniowie w parach pracują z wykorzystaniem symulacji interaktywnej – “wytwarzają” wybrane rodzaje cementów oraz dzięki temu zapoznają się z ciągiem technologicznym produkcji cementu.

3. Eksperyment chemiczny. Nauczyciel dzieli uczniów na 5 grup. Zadaniem każdej grupy jest przygotowanie próbki betonu o zróżnicowanych parametrach. Podczas eksperymentu zespoły prowadzą notatki i na kolejną lekcję, na ich podstawie, przygotują sprawozdanie. przydział składników dla poszczególnych grup:

• grupa 1: cement, piasek, woda z kranu;

• grupa 2: cement, piasek, woda z kranu, detergent;

• grupa 3: cement, piasek, woda z kranu, sól kuchenna (NaCl);

• grupa 4: cement, piasek, gorąca woda;

• grupa 5: cement, piasek, woda mineralna gazowana.

  Każdy zespół otrzymuje taką samą ilość cementu i piasku (gramatura składników jest ustalana przez zespół klasowy i nauczyciela - optymalne proporcje cementu, piasku i wody to 1:4:0,5‑1 co daje, np. na 1 kg cementu, 4 kg piasku i od 0,5 kg do 1 kg wody -> proporcje mogą być modyfikowane przez zespół klasowy; ważne aby każda grupa użyła dokładnie tych samych ilości). Woda to jeden z podstawowych składników betonu - obok cementu, żwiru i/lub piasku . Jest ona niezbędna, aby mogło nastąpić wiązanie cementu. Od ilości wody w przygotowywanej mieszance betonowej zależą nie tylko jej konsystencja, ale w znacznym stopniu także późniejsze właściwości stwardniałego już betonu, takie jak wytrzymałość, szczelność, mrozoodporność i trwałość.

4. Uczniowie przygotowują w zespołach próbki betonu z podanych składników. Eksperymentalnie sprawdzą, jakie znaczenie ma zaproponowana zmienność składników w mieszance betonowej. Uczniowie notują spostrzeżenia z całego eksperymentu. Uczniowie mogą wykonywać zdjęcia poszczególnych etapów eksperymentu – które później umieszczą w sprawozdaniu.

5. Jeżeli nauczyciel dysponuje czasem na lekcji może wyświetlić na tablicy multimedialnej film przedstawiający produkcję cementu - link w materiałach pomocniczych.

6. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – sprawdź się.

Faza podsumowująca:

1. Przygotowane próbki należy opisać i pozostawić do całkowitego wyschnięcia. Jeżeli nauczyciel planuje wykonanie lekcji “Cechy fizykochemiczne cementu”, to przygotowane podczas bieżącej lekcji próbki będą bazą do dalszych eksperymentów i omówienia treści.

2. Na zakończenie zajęć nauczyciel zadaje uczniom pytania: jak można zdefiniować cement? Jakie mamy grupy cementu wg aktów prawnych? Jakie mamy rodzaje cementu? Jaki jest skład chemiczny cementu? Co to jest klinkier?

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

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia zawarte w e‑materiale – sprawdź się.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Uczniowie mogą wykorzystać symulację interaktywną przygotowując się do zajęć lub podczas lekcji powtórzeniowej. Uczniowie nieobecni na lekcji mogą ją wykorzystać jako nadrobienie zaległości.

Materiały pomocnicze:

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

• Jak można zdefiniować cement?

• Jakie mamy grupy cementu wg aktów prawnych?

• Jakie mamy rodzaje cementu?

• Jaki jest skład chemiczny cementu?

• Co to jest klinkier?

2. Film dotyczący produkcji cementu:

• https://www.youtube.com/watch?v=yETtatkn4Xs

3. Doświadczenie

Sprzęt laboratoryjny: pojemniki plastikowe, drewniane szpatułki/łyżki, waga lub miarka, zlewki.

Odczynniki chemiczne: cement – preferowany jest portlandzki szybkoschnący, piasek, woda z kranu, woda gorąca/ciepła, woda mineralna gazowana, sól, detergent (np. płyn do mycia naczyń).

4. Karty charakterystyk substancji.