Scenariusz zajęć

Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Na czym polega zjawisko izomerii optycznej?

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

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

XII. Wstęp do chemii organicznej. Uczeń:

6) wyjaśnia zjawisko izomerii optycznej; wskazuje centrum stereogeniczne (asymetryczny atom węgla); rysuje wzory w projekcji Fischera izomerów optycznych: enancjomerów i diastereoizomerów; uzasadnia warunki wystąpienia izomerii optycznej w cząsteczce związku o podanej nazwie lub o podanym wzorze; ocenia, czy cząsteczka o podanym wzorze stereochemicznym jest chiralna.

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:

• definiuje pojęcia: czynność optyczna, skręcalność właściwa, światło spolaryzowane;

• analizuje zjawisko polaryzacji światła i wyjaśnia zasadę działania polarymetru;

• na podstawie znajomości kąta skręcania płaszczyzny polaryzacji oblicza skręcalność właściwą substancji.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• analiza materiału źródłowego;

• pogadanka;

• ćwiczenia uczniowskie;

• dyskusja dydaktyczna;

• animacja;

• technika zdań podsumowujących.

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;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej okładkę e‑materiału, na którym przedstawione są promienie świetlne, po czym zadaje pytanie: Czym jest światło oraz fala elektromagnetyczna? Nauczyciel prosi chętnego ucznia o narysowanie na tablicy wektorów fali świetlnej. Jeżeli uczeń niepoprawnie narysuje schemat, wówczas nauczyciel wyświetla poprawną odpowiedź na tablicy multimedialnej zawartą w e‑materiale w sekcji „przeczytaj”.

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

3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się odpowiedzieć na pytanie: Czym jest światło spolaryzowane i czynność optyczna? Propozycje uczniowie zapisują na tablicy.

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie samodzielnie zapoznają się z treściami w e‑materiale w sekcji „przeczytaj” i poszukują odpowiedzi na pytania: Co to jest polaryzator? Jak jest zbudowany polarymetr? Jakie substancje wykazują aktywność optyczną? Co to znaczy, że płaszczyzna światła spolaryzowanego jest skręcona w lewo lub w prawo? Po wyznaczonym czasie chętni/wyznaczeni uczniowie udzielają odpowiedzi – pogadanka, a pozostali uczniowie weryfikują poprawność merytoryczną wypowiedzi uczniów. Powrót do fazy wstępnej i konfrontacja znaczenia wyrażenia: światło spolaryzowane i czynność optyczna.

2. Uczniowie samodzielnie analizują treści w e‑materiale w sekcji „przeczytaj” dotyczące skręcalności właściwej: od czego zależy kąt skręcania płaszczyzny polaryzacji, jak się oblicza skręcalność właściwą. Po omówieniu przez uczniów na forum tego zagadnienia nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej ćwiczenie nr 8 zawarte w sekcji „Sprawdź się” – chętny uczeń podchodzi do tablicy i podejmuje próbę rozwiązania zadania. Nauczyciel wspiera ucznia.

3. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: „W jakich urządzeniach czy przedmiotach codziennego użytku wykorzystuje się zjawisko polaryzacji światła”? Uczniowie pracują w parach, mogą korzystać z dostępnych źródeł informacji oraz wykorzystać swoją wiedzę na ten temat.

4. Nauczyciel poleca uczniom samodzielną pracę z medium bazowym – animacją dotyczącą zasady działania polarymetru. Uczniowie analizują medium, a następnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując zadania załączone do medium bazowego.

5. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Uczniowie wykonują zadania od najłatwiejszych. Nauczyciel może wyświetlić treść poleceń na tablicy multimedialnej. Po każdym przeczytanym poleceniu nauczyciel daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętny uczeń z danej pary udziela odpowiedzi/prezentuje rozwiązanie na tablicy. Pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej, proponując ewentualnie swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca:

1. Na zakończenie nauczyciel stosuje narzędzie do oceny stopnia opanowania wiadomości i umiejętności z zastosowaniem termometru przez uczniów. Uczniowie na skali temperatury zaznaczają samoprzylepnymi karteczkami, w jakim stopniu opanowali zagadnienia wynikające z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. Jeżeli ze skali będzie wynikał niski poziom temperatury, uczniowie zastanawiają się, w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy?

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

• Dziś nauczyłem/łam się...

• Zrozumiałem/łam, że...

• Zaskoczyło mnie...

• Dowiedziałem/łam się...

• Łatwe było dla mnie...

• Trudność sprawiało mi...

Praca domowa:

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

2. Odpowiedz pisemnie na pytania: co się stanie z odczytaną skręcalnością i skręcalnością właściwą, jeżeli podczas pomiaru czynności optycznej roztworu glukozy w wodzie:

a) zwiększymy trzykrotnie stężenie roztworu?

b) zmniejszymy dwukrotnie drugość rurki polarymetrycznej?

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Animacja może zostać wykorzystana podczas rozwiązywania ćwiczeń zadanych w ramach pracy domowej.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje:

• arkusze papieru A4;

• mazaki;

• arkusz papieru ze schematem termometru ze skalą oraz samoprzylepne karteczki dla uczniów.

2. Dodatkowa literatura:

• Dryński T.: Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki. PWN, Warszawa 1980 (lub inne wyd.).

• Mazurkiewicz J., Rębilas K., Wyznaczanie stężenia roztworów cukru przy pomocy polarymetru. Pracownia Fizyczna, UR w Krakowie. http://krzysztofrebilas.republika.pl/Gotowe/cw-45.pdf

• Magiera A. (red.): I Pracownia fizyczna. p. 4.10, Skręcenie płaszczyzny polaryzacji światła w cieczach, wyd. IV, IF UJ 2014; http://www.1pf.if.uj.edu.pl/documents/5046939/5227638/skrypt.pdf

• Polarymetr. Pracownia Fizyczna, WFiIS AGH; http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna/cwiczenia/74_opis.pdf

• Pomiar skręcenia płaszczyzny polaryzacji wywołanej przez roztwór sacharozy oraz wyznaczenie skręcalności właściwej, I Pracownia Fizyczna, WFiIS UŁ; http://kawe.wfis.uni.lodz.pl/IPF/Instrukcje/O-17.pdf

• Polaryzacja światła; [https://www.youtube.com/watch?v=kxdHhERS8T4]