Scenariusz zajęć

Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Badanie właściwości fizykochemicznych alkanów

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

XIII. Węglowodory. Uczeń:

2) opisuje właściwości chemiczne alkanów na przykładzie reakcji: spalania, substytucji (podstawiania) atomu (lub atomów) wodoru przez atom (lub atomy) chloru przy udziale światła; pisze odpowiednie równania reakcji.

Zakres rozszerzony

XIII. Węglowodory. Uczeń:

3) opisuje właściwości chemiczne alkanów na przykładzie reakcji: spalania, substytucji atomu (lub atomów) wodoru przez atom (lub atomy) chloru albo bromu przy udziale światła; 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:

• definiuje pojęcie szeregu homologicznego;

• przeprowadza doświadczenie, w trakcie którego bada i opisuje właściwości fizyczne i chemiczne alkanów;

• poznaje zależność między właściwościami fizykochemicznymi alkanów a ich budową chemiczną;

• opisuje właściwości chemiczne alkanów na przykładzie reakcji: spalania oraz reakcji substytucji;

• projektuje doświadczenie, które pozwoli zbadać właściwości chemiczne alkanów.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• eksperyment uczniowski;

• ćwiczenia uczniowskie;

• dyskusja dydaktyczna;

• analiza materiału źródłowego;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

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

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica i kreda;

• aplikacja Mentimeter;

• aplikacja Kahoot! lub Quizizz;

• podręczniki.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla okładkę e‑materiału, na której widoczna jest katastrofa na morzu statku przewożącego ropę, po czym zadaje pytania z wprowadzenia do lekcji: Dlaczego taka awaria jest niebezpieczna? Jak sądzisz, jaką gęstość mają alkany? Czy wiesz, jakie właściwości fizykochemiczne posiadają alkany i co z nich wynika?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół właściwości fizykochemicznych alkanów. Nauczyciel może użyć aplikacji 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, jakie zostaną użyte w czasie lekcji.

Faza realizacyjna:

1. Doświadczenie chemiczne: „Badanie właściwości fizykochemicznych alkanów” wg instrukcji zawartej w e‑materiale. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na grupy czteroosobowe i prosi ich o wykonanie polecenia nr 1 i 2 z części „Przeczytaj” e‑materiału. Uczniowie otrzymują odpowiedni sprzęt i szkło laboratoryjne oraz odczynniki chemiczne i przeprowadzają doświadczenie, związane z badaniem właściwości fizykochemicznych alkanów. W jego trakcie wypełniają dziennik informacji z doświadczenia, nie zaglądając do podpowiedzi. Proponują problem badawczy oraz stawiają hipotezę, zapisują obserwacje i wnioski. Po zakończeniu doświadczenia, chętne osoby z poszczególnych grup prezentują na forum klasy wyniki pracy, po czym wspólnie ustalają poprawność zapisów i sprawdzają z odpowiedziami w e‑materiale. Efektem przeprowadzonego doświadczenia ma być poznanie najważniejszych cech fizycznych i chemicznych alkanów.

2. Po zakończonej pracy, nauczyciel odsyła uczniów do medium – symulacji dotyczącej spalania alkanów. Uczniowie pracują z medium, sprawdzając, w jaki sposób przebiega spalanie alkanów. Po zakończeniu pracy z symulacją, przechodzą do ćwiczeń zawartych w medium i sprawdzają w parach swoją wiedzę. Efektem pracy ma być rozróżnienie typów spalania alkanów oraz powiązanie budowy cząsteczek alkanów z tendencją do ulegania spalaniu.

3. Nauczyciel przechodzi do sekcji „Sprawdź się” i zapowiada uczniom, że wszyscy wspólnie będą rozwiązywać ćwiczenia. Uczniowie zapoznają się z poleceniem każdego z nich i, po wyznaczonym czasie, chętna osoba udziela odpowiedzi do danego zadania. Pozostali ustosunkowują się do niej, podając ewentualnie swoje propozycje. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca:

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

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Dziś nauczyłem/łam się...

• Zrozumiałem/łam, że...

• Zaskoczyło mnie...

• Dowiedziałem/łam się...

• Łatwe było dla mnie...

• Trudność sprawiało mi...

2. Nauczyciel podsumowuje informacje przedstawione przez uczniów. Następnie sprawdza ich wiedzę. Nauczyciel może przygotować quiz z zastosowaniem aplikacji Kahoot! lub Quizizz z zastosowaniem smartfonów/tabletów lub uczniowie odpowiadają na pytania:

• Jakie właściwości fizyczne ma etan?

• Co to jest parafina?

• Co to jest czad i dlaczego jest niebezpieczny dla człowieka?

• Jakie produkty otrzymujemy podczas spalania całkowitego alkanów?

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale w sekcji „Sprawdź się” oraz przygotowują „pigułkę wiedzy” o właściwościach fizykochemicznych alkanów. W notatce powinny się znaleźć informacje dotyczące reakcji, w jakich biorą udział alkany m.in. reakcje spalania oraz substytucji.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Nauczyciel może wykorzystać symulację interaktywną 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.

Materiały pomocnicze:

1. Podręczniki do dyspozycji na lekcji:

• Dudek‑Różycki K., Płotek M., Wichur T., Węglowodory. Repetytorium i zadania,  Wydawnictwo Szkolne OMEGA, Kraków 2020.

• Dudek‑Różycki K., Płotek M., Wichur T, Kompendium terminologii oraz nazewnictwa związków organicznych. Poradnik dla nauczycieli i uczniów, Wydawnictwo Szkolne OMEGA, Kraków 2020.

• 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 2010, t. 1.

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

• Jakie właściwości fizyczne ma etan?

• Co to jest parafina?

• Co to jest czad i dlaczego jest niebezpieczny dla człowieka?

• Jakie produkty otrzymujemy podczas spalania całkowitego alkanów?

2. Doświadczenie „Badanie właściwości fizycznych i chemicznych alkanów”.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: zestaw probówek z korkami, probówki – cztery sztuki,  zlewka, pipeta, statyw do probówek.

Odczynniki chemiczne: alkany (pentan, heksan), olej parafinowy, parafina, woda, benzyna, woda bromowa, zakwaszony wodny roztwór manganianu($\text{VII}$) potasu.

3. Karty charakterystyk substancji.