Scenariusz zajęć

Autor: Marcin Maćkiewicz, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Akumulatory Li‑Ion

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

IX. Elektrochemia. Uczeń:

5) opisuje budowę, działanie i zastosowanie współczesnych źródeł prądu stałego (np. akumulator, bateria, ogniwo paliwowe).

Zakres rozszerzony

IX. Elektrochemia. Ogniwa i elektroliza. Uczeń:

10) opisuje budowę, działanie i zastosowanie współczesnych źródeł prądu stałego (np. akumulator, bateria, ogniwo paliwowe).

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii;

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji.

Cele operacyjne:

Uczeń:

• opisuje schemat budowy akumulatora Li‑Ion;

• wymienia materiały katody, anody i elektrolitu akumulatora Li‑Ion;

• pisze reakcje elektrodowe;

• omawia wady i zalety akumulatora Li‑Ion.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• burza mózgów;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródłowego;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

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

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, kreda;

• rzutnik multimedialny;

• aplikacja Mentimeter;

• aplikację Kahoot lub Quizizz.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom przykładowe pytania: co wiecie o akumulatorze Li‑Ion? Gdzie się z nim można spotkać?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół pojęcia „akumulator”. Nauczyciel może wykorzystać aplikację Mentimeter z użyciem smartfonów/tabletów.

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

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie samodzielnie analizują treści w e‑materiale – budowę akumulatora Li‑Ion oraz procesy zachodzące podczas jego pracy.

2. Nauczyciel odsyła uczniów do animacji – budowa i zasada działania akumulatora na poziomie mikroświata – praca w parach. Po upływie czasu przeznaczonego na ćwiczenie nauczyciel inicjuje dyskusję w nawiązaniu do budowy akumulatora i procesów w nim zachodzących.

3. Nauczyciel dzieli uczniów na cztery grupy, rozdaje arkusze A4, mazaki. Każda z grup losuje materiał katodowy. Do wyboru są ${\text{LiCoO}}_2$ ${\text{LiMn}}_2{\text{O}}_4$ , ${\text{LiNiO}}_2$ , ${\text{LiFePO}}_4$. Zadaniem każdej grupy będzie napisanie równania reakcji katodowej zachodzącej podczas ładowania i rozładowywania akumulatora oraz narysowanie ogniwa. Po zakończonej pracy liderzy grup zapisują na tablicy równania reakcji chemicznych. Nauczyciel weryfikuje poprawność merytoryczną zapisów i sprawdza poprawność narysowanych ogniw.

4. Uczniowie analizują treści zawarte w e‑materiale – zalety i wady akumulatorów Li‑Ion, po czym nauczyciel inicjuje dyskusję.

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

Faza podsumowująca:

1. Na zakończenie zajęć nauczyciel zadaje uczniom pytania:

• Co to jest akumulator?

• Z jakich materiałów zbudowana jest anoda i katoda w akumulatorze Li‑Ion?

• Jak zbudowany jest akumulator Li‑Ion?

• Jakie są stosowane elektrolity w akumulatorach Li‑Ion?

• Jakie ma zalety akumulator Li‑Ion?

• Jakie ma wady akumulator Li‑Ion?
  Nauczyciel może też przygotować quiz i wykorzystać do tego aplikację Kahoot lub Quizizz z zastosowaniem smartfonów lub tabletów.

2. 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 dziś się nauczyłem/łam...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Animacja może być wykorzystana przez uczniów w fazie przygotowania do lekcji oraz przez uczniów nieobecnych na lekcji celem uzupełnienia luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

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

• Co to jest akumulator?

• Z jakich materiałów zbudowana jest anoda i katoda w akumulatorze Li‑Ion?

• Jak zbudowany jest akumulator Li‑Ion?

• Jakie są stosowane elektrolity w akumulatorach Li‑Ion?

• Jakie ma zalety akumulator Li‑Ion?

• Jakie ma wady akumulator Li‑Ion?

2. Nauczyciel przygotowuje cztery małe karteczki ze wzorami ${\text{LiCoO}}_2$ ${\text{LiMn}}_2{\text{O}}_4$ , ${\text{LiNiO}}_2$, ${\text{LiFePO}}_4$, do rozlosowania wśród uczniów.

3. Arkusze papieru A4, mazaki.