Scenariusz zajęć

Autor: Robert Wróbel, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Czy do pochodnych benzenu można dołączyć kolejne podstawniki?

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

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

XIII. Węglowodory. Uczeń:

11) opisuje właściwości chemiczne węglowodorów aromatycznych na przykładzie reakcji: spalania, z ${\text{Cl}}_2$ lub ${\text{Br}}_2$ wobec katalizatora albo w obecności światła, nitrowania, katalitycznego uwodornienia; pisze odpowiednie równania reakcji dla benzenu i metylobenzenu (toluenu) oraz ich pochodnych, uwzględniając wpływ kierujący podstawników (np. atom chlorowca, grupa alkilowa, grupa nitrowa, grupa hydroksylowa, grupa karboksylowa).

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:

• wyjaśnia, czy do pochodnych benzenu można dołączyć kolejne podstawniki.

• proponuje produkty substytucji elektrofilowej do poszczególnych pochodnych benzenu.

• przedstawia reakcje chemiczne, jakim ulegają pochodne benzenu.

• wyjaśnia wpływ podstawników w pochodnej benzenu na przebieg reakcji substytucji.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• symulacja interaktywna;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródłowego;

• technika bateria .

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, kreda/pisak;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wykorzystuje informacje zawarte we wprowadzeniu do e‑materiału.

2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się udzielić odpowiedzi na pytania: „Czy grupa funkcyjna w pierścieniu aromatycznym może wpływać na przebieg reakcji chemicznej? Co w przypadku, gdy jest ich kilka”?

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

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie analizują treści zawarte w e‑materiale w sekcji „Przeczytaj”, dotyczące nitrowania i reakcji z fluorowcem pochodnych benzenu.

2. Ćwiczenia w zapisywaniu na tablicy przykładowych równań nitrowania i reakcji z fluorowcami pochodnych benzenu.

3. Nauczyciel poleca uczniom pracę z symulacją. Uczniowie zapoznają się z poleceniem tam zawartym, po czym nauczyciel zadaje uczniom pytanie: Jak podstawniki przedstawione w symulacji wpływają na przebieg reakcji chemicznej? Czy efekty kierujące podstawników mogą się sumować?

4. Uczniowie wykonują ćwiczenia zawarte w medium. Po wyznaczonym czasie, chętne osoby podają odpowiedzi, a pozostali uczniowie weryfikują ich poprawność.

5. Nauczyciel zapowiada uczniom, że będą rozwiązywać ćwiczenia nr 3‑8 zawarte w e‑materiale w sekcji „Sprawdź się” – od najprostszych do najtrudniejszych. Uczniowie wykonują zadania w parach. Po ustalonym czasie, wybrani uczniowie przedstawiają odpowiedzi, a pozostali wspólnie ustosunkowują się do nich. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej. Prowadzący zapowiada uczniom, że w kolejnym kroku będą rozwiązywać ćwiczenia nr 1 i 2 z sekcji „Sprawdź się”. Każdy z uczniów wykonuje ćwiczenia samodzielnie. Po ustalonym czasie, wybrani uczniowie przedstawiają rozwiązania. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej.

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:

1. Zapisz reakcję nitrowania benzaldehydu, sulfonowania toluenu, bromowania 3‑fluorofenolu. Podaj nazwy systematyczne głównych produktów.

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Symulacja interaktywna może być wykorzystana podczas lekcji do zobrazowania wpływu kilku podstawników na przebieg reakcji aromatycznej substytucji elektrofilowej. Uczniowie mogą medium wykorzystać podczas przygotowywania się do lekcji czy pracy kontrolnej. Uczniowie nieobecni na lekcji mogą symulację wykorzystać 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. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):

• Czy do pochodnych benzaldehydu można dołączyć kolejne podstawniki?

• Jakie znasz podstawniki aktywujące a jakie dezaktywujące?

• Czy wszystkie podstawniki kierują kolejny w tą samą pozycję podczas substytucji elektrofilowej?

• Czy efekty kierujące dwóch podstawników w pierścieniu aromatycznym mogą się sumować?