Scenariusz zajęć

Autor: Daria Szeliga, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Czy z 1 dmIndeks górny 3³ wody i 1 dmIndeks górny 3³ etanolu otrzymamy 2 dmIndeks górny 3³ mieszaniny?

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

V. Roztwory. Uczeń:

2) wykonuje obliczenia związane z przygotowaniem, rozcieńczaniem i zatężaniem roztworów z zastosowaniem pojęć: stężenie procentowe i molowe oraz rozpuszczalność.

Zakres rozszerzony

V. Roztwory. Uczeń:

2) wykonuje obliczenia związane z przygotowaniem, rozcieńczaniem i zatężaniem roztworów z zastosowaniem pojęć: stężenie procentowe lub molowe oraz rozpuszczalność.

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:

• przedstawia zależność pomiędzy objętością całkowitą roztworu, w którym zachodzi kontrakcja objętości, a objętościami składników tego roztworu przed zmieszaniem;

• wyjaśnia zjawisko kontrakcji objętości;

• ocenia, w jaki sposób zmienia się objętość całkowita roztworu etanolu w wodzie po zmieszaniu składników tego roztworu.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• eksperyment chemiczny;

• dyskusja dydaktyczna;

• film samouczek;

• ćwiczenia uczniowskie;

• modelowanie;

• analiza materiału źródłowego;

• kieszeń i szuflada.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale,

• układy okresowe, tablice właściwości fizykochemicznych,

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wprowadza uczniów w tematykę lekcji o kontrakcji objętości.
   (Dymitrij Mendelejew jest znany przede wszystkim jako twórca układu okresowego pierwiastków, ale zakres zainteresowań i prac tego rosyjskiego uczonego był bardzo szeroki. Jako pierwszy zbadał i wyjaśnił zjawisko kontrakcji objętości.

   Jeżeli zmieszamy po 100 cmIndeks górny 3³ wody z etanolem, to dzięki zachodzącym specyficznym oddziaływaniom powstanie nie 200 cmIndeks górny 3³, ale tylko ok. 197 cmIndeks górny 3³ roztworu. Ubytek ok. 3 cmIndeks górny 3³ na 200 cmIndeks górny 3³ nie wydaje się duży, ale co się stanie jeżeli zmieszamy setki hektolitrów etanolu i wody?

   Pewna legenda głosi, że kierownika jednej z wielkich wytwórni napojów alkoholowych w Rosji właśnie z tego powodu oskarżono o kradzież. Jeden z członków rodziny oskarżonego studiował chemię w Petersburgu i zwrócił się do Mendelejewa o pomoc. W 1865 r. Mendelejew ogłosił wyniki swojej wieloletniej pracy nad roztworami alkoholi. W trakcie tych badań odkrył prawo kontrakcji, a na przykładzie mieszaniny woda‑etanol wyznaczył ilościowy ubytek masy. Sąd zwolnił więc skazanego od wyroku więzienia dzięki odkryciu kontrakcji objętości.)

2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się udzielić odpowiedzi na pytania: Co już wiemy o budowie cząsteczki wody i cząsteczki etanolu? Co mają wspólnego? Czy te cząsteczki mogą ze sobą oddziaływać? Jakiego typu byłyby to oddziaływania?

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 kartą charakterystyki substancji, która będzie używana na lekcji.

Faza realizacyjna:

1. Eksperyment chemiczny – „Badanie zjawiska kontrakcji objętości po zmieszaniu równych objętości cieczy: wody i etanolu”. Nauczyciel wyznacza ucznia do roli asystenta, który w jego obecności przeprowadzi eksperyment, rozdaje karty pracy uczniom. Uczeń wybiera odpowiednie szkło, sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne, przygotowane na stole laboratoryjnym. Uczniowie samodzielnie ustalają zasady instrukcji przeprowadzenia eksperymentu, po czym chętna osoba na forum klasy podaje kolejność czynności (można skonfrontować z propozycją instrukcji zamieszczonej w materiałach pomocniczych). Uczniowie formułują pytanie badawcze i hipotezę, rysują schemat doświadczenia. Uczeń – asystent wykonuje kolejno czynności podane w instrukcji. Pozostali obserwują zmiany podczas eksperymentu, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy).

2. Nauczyciel proponuje uczniom pracę w parach z wykorzystaniem filmu samouczek. Uczniowie zapoznają się z poleceniem w medium, a następnie rozwiązują zawarte tam ćwiczenia.

3. Jeden z uczniów ma zadanie narysować na tablicy po kilka cząsteczek wody i etanolu, stosując wzory strukturalne. Chętni uczniowie podchodzą do tablicy i zaznaczają wiązania wodorowe pomiędzy cząsteczkami. Pozostali uczniowie weryfikują poprawność zapisów na tablicy. Zamiennie można zastosować modelowanie tego faktu z użyciem modeli bądź plasteliny i wykałaczek.

4. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale w sekcji „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie oglądają film samouczek, zawarty w e‑materiale, i samodzielnie lub w parach wykonują ćwiczenia zawarte w medium.

2. Kieszeń i szuflada. Nauczyciel rozdaje uczniom samoprzylepne karteczki. Prowadzący zajęcia rysuje na tablicy kieszeń, a obok niej zapisuje: „Co zabieram ze sobą?”. Tutaj uczeń ma wpisać to, co wyniósł z zajęć, co do niego szczególnie przemówiło, co się spodobało lub co mu się przyda w przyszłości. Poniżej nauczyciel rysuje szufladę i białą plamę. Obok szuflady zapisuje: „Co mi się nie przyda?”, a obok białej plamy: „Czego zabrakło?”. Poniższe rysunki uczeń wypełnia samoprzylepnymi karteczkami z zapisanymi krótkimi zdaniami, równoważnikami zdań lub kluczowymi słowami. Jest to okazja także do analizy przebiegu zajęć i szybkiej powtórki.

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Film samouczek nauczyciel może wykorzystać w ramach metody lekcji odwróconej. Uczniowie medium mogą wykorzystać podczas przygotowania do pracy kontrolnej, a uczniowie nieobecni na lekcji mogą je wykorzystać w ramach samokształcenia do uzupełnienia luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje karteczki samoprzylepne oraz modele kulkowo‑pręcikowe/plastelinę i wykałaczki.

2. Doświadczenie chemiczne: „Badanie zjawiska kontrakcji objętości po zmieszaniu równych objętości cieczy: wody i etanolu”.

Szkło i sprzęt laboratoryjny: cylindry miarowe, zlewki, pipety.

Odczynniki chemiczne: woda destylowana, etanol.

Instrukcja wykonania:

• Do jednego cylindra miarowego wlej 50 cmIndeks górny 3³ wody, a do drugiego cylindra taką samą objętość etanolu. Należy pamiętać o tym, aby obie ciecze miały tą samą temperaturę.

• Do trzeciego cylindra miarowego przenieść ilościowo obie ciecze i dokładnie wymieszaj.

• Zaczekaj aż mieszanina ustabilizuje się i określ objętość otrzymanej mieszaniny.

3. Karta charakterystyki etanolu.

4. Karta pracy ucznia: