Scenariusz zajęć

Autor: Marcin Maćkiewicz, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Entalpia swobodna a kierunek przemian

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

Podstawa programowa:

Poziom podstawowy i rozszerzony

Wymagania ogólne

II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń:

5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych z zastosowaniem metody naukowej;

6) stosuje poprawną terminologię;

7) wykonuje obliczenia dotyczące praw chemicznych.

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:

• wyjaśnia pojęcie entalpii swobodnej;

• określa samorzutność reakcji;

• oblicza zmianę entalpii swobodnej reakcji.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• pogadanka;

• burza mózgów;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• film samouczek;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w grupach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i pogadanka. Uczniowie próbują odpowiedzieć na pytania nauczyciela: czym różni się entalpia swobodna od entropii? Czego można się dowiedzieć o danej reakcji, znając znak entalpii swobodnej reakcji?

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

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej film samouczek dotyczący entalpii swobodnej (praca zbiorowa). Uczniowie zwracają szczególną uwagę na to, co oznacza znak entalpii swobodnej reakcji oraz jak się ją oblicza (zapisują w zeszytach).

2. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na trzy grupy. Uczniowie wybierają spośród siebie liderów grup. Każda grupa otrzymuje przykład równania dowolnej reakcji chemicznej  (${\mathrm{CH}}_{4\left(\mathrm{g}\right)}+{\mathrm{O}}_{2\left(\mathrm{g}\right)}\to {\mathrm{C}}_{\left(\mathrm{s}\right)}+2 {\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{g}\right)}$; ${\mathrm{H}}_{2\left(\mathrm{g}\right)}+1/2 {\mathrm{O}}_{2\left(\mathrm{g}\right)}\to {\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}$; ${\mathrm{C}}_{\left(\mathrm{grafit}\right)}+{\mathrm{O}}_2\to {\mathrm{CO}}_{2\left(\mathrm{g}\right)}$), a następnie oblicza zmiany entalpii swobodnej reakcji i określa, czy dana reakcja zachodzi samorzutnie czy nie. Nauczyciel monitoruje pracę uczniów i wspiera ich. Po zakończonej pracy, liderzy grup prezentują wypracowane rezultaty. Pozostali uczniowie i nauczyciel weryfikują poprawność merytoryczną i ewentualnie korygują błędy. W celu obliczenia zmian entropii reakcji, uczniowie mogą korzystać z dowolnych źródeł informacji wyszukując wartości standardowych entropii i entalpii standardowych danych substancji.

3. Uczniowie samodzielnie analizują treści zawarte w e‑materiale i wyszukują informację na temat czynników wpływających na entalpię swobodną. Po minionym czasie, chętne osoby interpretują te czynniki. Nauczyciel ewentualnie uzupełnia wypowiedzi uczniów.

4. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – sprawdź się. Po każdym wykonanym zadaniu, chętne lub wskazane osoby przedstawiają jego rozwiązanie. Pozostali wraz z nauczycielem weryfikują poprawność merytoryczną rozwiązań.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów. Przykładowe pytanie skierowane do uczniów: Czym różni się entalpia swobodna od entropii? Od czego zależy entalpia swobodna? Kiedy reakcja zachodzi samorzutnie?

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

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Czego dziś się nauczyłem/łam...

• Co było dla mnie łatwe...

• Co sprawiło mi trudność...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Film samouczek może być wykorzystany przez uczniów podczas samodzielnej pracy na lekcji lub przed wykonaniem ćwiczeń dołączonych do medium. Medium może być również wykorzystane podczas odrabiania zadania domowego. Mogą je wykorzystać również uczniowie do uzupełnienia luk kompetencyjnych, którzy byli nieobecni na lekcji.

Materiały pomocnicze:

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

• Czym różni się entalpia swobodna od entropii?

• Od czego zależy entalpia swobodna?

• Kiedy reakcja zachodzi samorzutnie?

2. Tablica wartości molowych entropii i entalpii standardowych substancji chemicznych:

• https://www.naukowiec.org/tablice/chemia/wartosci-standardowych-entropii-i-entalpii-tworzenia_409.html