Scenariusz zajęć

Autor: Paulina Zimak‑Piekarczyk

Przedmiot: chemia

Temat: Kto mocniejszy?

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

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

VI. Reakcje w roztworach wodnych. Uczeń:

5) porównuje moc elektrolitów na podstawie wartości ich stałych dysocjacji.

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:

• porównuje moc elektrolitów na podstawie wartości ich stałych dysocjacji;

• szereguje elektrolity według ich mocy na podstawie stałych dysocjacji;

• wskazuje na podstawie stałych dysocjacji kierunek przebiegu reakcji chemicznej lub zaznaczy, że reakcja nie zachodzi;

• wyjaśnia na podstawie doświadczenia, który elektrolit jest mocniejszy;

• omawia różnice między stopniem dysocjacji a stałą dysocjacji po przeanalizowaniu schematu.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• dyskusja;

• analiza materiału źródłowego;

• eksperyment;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputery z dostępem do Internetu/smartfony, tablety;

• rzutnik multimedialny;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica;

• pisak/kreda.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej  e‑materiał z grafiką okładki, po czym zadaje pytania dotyczące okładki: Z czym się ona kojarzy? Z jakimi treściami, które na lekcji będą omawiane, ma związek? Podczas dzisiejszej lekcji zapraszam Cię do świata chemicznego MMA. Na ringu zmierzą się różne indywidua chemiczne. Twoim zadaniem będzie rozpracowanie reguł tworzenia rankingu mocy elektrolitów oraz odkrycie, jaki parametr to umożliwia. Czy jesteś gotowy na „chemiczną walkę” – kto mocniejszy?

2. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele.

3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół pojęcia elektrolit.

4. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, jakie zostaną użyte w czasie lekcji.

Faza realizacyjna:

1. Eksperyment uczniowski – „Badanie właściwości słabych i mocnych elektrolitów”. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy, rozdaje sprzęt laboratoryjny, szkło i odczynniki. Uczniowie badają właściwości elektrolitów np. $\mathrm{HCl}$, ${\text{CH}}_3\text{COOH}$, ${\text{NH}}_{3(aq)}$, $\text{NaOH}$ (barwa wskaźników, intensywność świecenia żarówki, wskazania pehametru) oraz wykonują notatki (zapisują obserwacje i wnioski) w zeszycie i zdjęcia z prowadzonych doświadczeń, które przesyłają do wspólnego folderu np. GoogleDocs. Nauczyciel prosi chętnych uczniów z danej grupy o przedstawienie swoich obserwacji i wniosków.

2. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej e‑materiał i wskazuje na schemat 1 (Rys.1), zadając pytanie: Czym różnią się wskazane elektrolity na poziomie mikroświata? Uczniowie opisują różnice między elektrolitem słabym a mocnym.

3. Nauczyciel wskazuje na dwa parametry służące do opisu mocy elektrolitów - stopień i stała dysocjacji. Prosi uczniów o dalszą analizę schematu i zawartych pod nim wzorów opisujących te parametry. Uczniowie podają przykładowe odpowiedzi na pytania: czym jest stopień i stała dysocjacji, czym się różnią, jakie elektrolity nazywamy słabymi, a jakie mocnymi. Po dyskusji nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej wnioski zapisane w e‑materiale.

4. Nauczyciel wskazuje na tablice fizykochemiczne, gdzie znajdują się wartości stałych dysocjacji. Uczniowie analizują stałe dysocjacji zaprezentowane w tablicach. Uczniowie wskazują, że elektrolity mają zróżnicowaną moc i podają przykładowe wartości. Wymieniają kilka przykładowych mocnych elektrolitów i słabych w oparciu o stałą dysocjacji, np. HI (K = 1 · 10Indeks górny 10¹⁰), HBr (K = 3 · 10Indeks górny 9⁹), HCl (K = 1 · 10Indeks górny 7⁷), ${\text{HNO}}_3$ (K = 27,5) należy do mocnych elektrolitów. Inne, jak np. ${\text{HNO}}_2$ (K = 5,1 · 10Indeks górny -4^-4), ${\text{H}}_3{\text{BO}}_3$ (K = 5,8 · 10Indeks górny -10^-10) klasyfikuje się do elektrolitów słabych. Nauczyciel ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

5. Nauczyciel odwołuje uczniów do symulacji interaktywnej. Uczniowie  przeprowadzają analizy komputerowe w parach. Kiedy skończą, szeregują wzory elektrolitów na podstawie ich wartości stałych dysocjacji wykonując kolejno zawarte w medium ćwiczenia. Po przeprowadzonych analizach nauczyciel prosi o sformułowanie wniosku (oczekiwany wniosek: Im większa wartość stałej dysocjacji K, tym mocniejszy jest dany elektrolit, tzn. łatwiej dysocjuje).

6. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: W czym przydatna może być umiejętność określania, jaki elektrolit jest mocniejszy, a jaki słabszy? Trwa dyskusja - uczniowie podają przykładowe odpowiedzi. Nauczyciel wyjaśnia ewentualnie niezrozumiałe kwestie..

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel podsumowuje omawiany na lekcji materiał, zadając uczniom następujące pytania: Czy w świecie chemicznym występują mocniejsi? W czym przejawia się „chemiczna moc”?

2. Jako podsumowanie lekcji nauczyciel może wykorzystać zdania podsumowujące, które uczniowie mogą zgromadzić w portfolio:

• Przypomniałem/łam sobie, że ...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/nauczyłem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

1. Praca z e‑ćwiczeniami – uczniowie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia w zakładce „Sprawdź się”.

2. Na podstawie wiadomości z e‑materiału i odbytej lekcji zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego wykażesz, że dana reakcja chemiczna zajdzie bądź nie. Narysuj schematyczny rysunek, zapisz obserwacje, wyniki i wnioski.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Symulacja może być wykorzystana przez uczniów podczas przygotowywania się do zajęć, na lekcji powtórzeniowej, wykonywania zadania domowego, podczas realizacji zagadnienia związanego ze strukturą cząsteczek, a siłą kwasowości i zasadowości cząsteczek. Uczeń może wykorzystać symulację do wykonania doświadczenia porównującego moc wybranych elektrolitów i porównania wyników, jakie uzyska z medium.

Materiały pomocnicze:

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

• Czy w świecie chemicznym występują mocniejsi?

• W czym przejawia się „chemiczna moc”?

2. Nauczyciel przygotowuje:

• tablice fizykochemiczne;

• kartki papieru;

• pisaki;

• magnesy;

• tablica biała;

3. Doświadczenie chemiczne: „Badanie właściwości słabych i mocnych elektrolitów”

Sprzęt i szkło laboratoryjne: statywy do probówek, probówki, zestawy do badania przewodnictwa prądu, pehametry, pipety, zlewki, bagietki.

Odczynniki chemiczne: HCl, ${\text{CH}}_3\text{COOH}$, ${\text{NH}}_{3(aq)}$, $\text{NaOH}$, woda, uniwersalny papierek wskaźnikowy.

Instrukcja wykonania:

• Z użyciem zestawu do badania przewodnictwa prądu zbadaj tę właściwość następujących roztworów: $\mathrm{HCl}$, ${\text{CH}}_3\text{COOH}$, ${\text{NH}}_{3(aq)}$, $\text{NaOH}$ i wody.

• Zbadaj kwasowość roztworów: $\mathrm{HCl}$, ${\text{CH}}_3\text{COOH}$, ${\text{NH}}_{3(aq)}$, $\text{NaOH}$ i wody z użyciem uniwersalnego papierka wskaźnikowego i pehametru.