Dla nauczyciela
Scenariusz zajęć
Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak
Temat: Addycja rodnikowa
Grupa docelowa: III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym
Podstawa programowa:
Zakres podstawowy
XIII. Węglowodory. Uczeń:
3) opisuje właściwości chemiczne alkenów na przykładzie reakcji: spalania, addycji (przyłączania): , , HCl, ; polimeryzacji; przewiduje produkty reakcji przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych do niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły Markownikowa (produkty główne i uboczne); pisze odpowiednie równania reakcji.
Zakres rozszerzony
XIII. Węglowodory. Uczeń:
4) opisuje właściwości chemiczne alkenów na przykładzie reakcji: spalania, addycji: , i , HCl i HBr, , polimeryzacji; przewiduje produkty reakcji przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych do niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły Markownikowa (produkty główne i uboczne); opisuje zachowanie alkenów wobec wodnego roztworu manganianu(VII) potasu; pisze odpowiednie równania reakcji.
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, samokontrola podczas nauki.
Cele operacyjne
Uczeń:
na podstawie znajomości mechanizmu addycji rodnikowej zapisuje równania reakcji alkenów z halogenowodorami;
identyfikuje produkty powstałe w reakcji addycji rodnikowej oraz zapisuje ich wzory półstrukturalne oraz nazwy systematyczne;
wykorzystuje znajomość reguły Markownikowa do przewidywania rodzaju produktu addycji rodnikowej.
Strategie nauczania:
asocjacyjna.
Metody i techniki nauczania:
dyskusja dydaktyczna;
animacja;
analiza tekstu źródłowego;
ćwiczenia uczniowskie;
technika zdań podsumowujących.
Formy pracy:
praca zbiorowa;
praca w grupach;
praca w parach;
praca indywidualna.
Środki dydaktyczne:
komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;
zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;
rzutnik multimedialny;
tablica interaktywna/tablica i kreda, pisak;
podręcznik.
Przebieg zajęć
Faza wstępna:
Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla okładkę e‑materiału na której widoczna jest grupa osób i jedna odłączona od grupy. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: „Czy bycie wolnym, niezależnym jest istotne w życiu? Co się dzieje, gdy atom posiada wolny elektron? Jak można zdefiniować pojęcie rodnika”?
Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się udzielić odpowiedzi na pytanie: „Na czym polega reguła Markownikowa”?
Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują w portfolio.
Faza realizacyjna:
Nauczyciel odsyła uczniów do części „Przeczytaj” w e‑materiale. Uczniowie samodzielnie analizują dwa fragmenty: „Niezwykłe odkrycie” oraz „Nadtlenki, które łamią wszelkie reguły”. Po pracy z tekstem nauczyciel zadaje uczniom pytania odnoszące się do pojęć: nadtlenek, rodnik, inhibitor, reguła Markownikowa, a jeżeli zajdzie taka potrzeba wyjaśnia niezrozumiałe kwestie. Następnie uczniowie podają przykłady nadtlenków i zapisują w zeszytach możliwe sposoby ich rozpadu. Nauczyciel podkreśla, że na reakcję HBr z alkenami wpływa brak lub obecność nadtlenków w wyniku czego otrzymuje się inne produkty reakcji.
Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenia 1‑3 zawarte w e‑materiale – sprawdź się.
Powrót do części „Przeczytaj” i praca w parach. Uczniowie w parach analizują mechanizm addycji rodnikowej. Na podstawie opisu mechanizmu zapisują w zeszytach nazwy kolejnych etapów reakcji i ich charakterystyczne cechy. Poznają definicję karborodnika i analizują trwałość w zależności od rzędowości.
Nauczyciel odczytuje na głos fragment treści z przykładu nr 2 z części „przeczytaj” e‑materiału: „Zgodnie z mechanizmem addycji rodnikowej z alkenami (w obecności nadtlenków) reaguje również tetrachorometan ().” Następnie prosi chętnego ucznia, by zapisywał na tablicy kolejne etapy reakcji. Pozostali uczniowie podają swoje propozycje lub korygują błędy osoby przy tablicy. W trakcie pisania mechanizmu nauczyciel prosi uczniów o wskazanie karborodnika i wyjaśnienie, jak na trwałość rodników wpływa ich rzędowość.
Po zakończeniu zadania nauczyciel wyświetla na tablicy interaktywnej poprawną odpowiedź i porównuje ją z propozycją uczniów. W razie błędów wyjaśnia poprawny sposób wykonania zadania.
Animacja. Uczniowie dobierają się w pary i zapoznają się z medium bazowym - animacją pt. „Addycja rodnikowa”. Następnie w parach wykonują zadania do medium. Efektem pracy z medium ma być poznanie warunków reakcji oraz roli nadtlenków, inhibitorów, temperatury, czy światła na przebieg reakcji addycji rodnikowej.
Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się” i wykonują zadania 4‑8. Po każdym przeczytanym poleceniu nauczyciel wyznacza uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie ochotnik z danej pary udziela odpowiedzi. Pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej, proponując swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej.
Faza podsumowująca
Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania: na czym polega reguła Markownikowa? O czym mówi efekt nadtlenkowy? Co jest główną cechą reakcji addycji bromowodoru do alkenów? Z jakich etapów składa się reakcja addycji bromowodoru do alkenów? Co to jest karborodnik?
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...
Przypomniałem/łam sobie, że...
Praca domowa:
Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale – „Sprawdź się”.
Przygotowanie dwóch pytań na kartkówkę na kolorowych kartkach. Nauczyciel zadaje pracę domową. Rozdaje uczniom kolorowe kartki i prosi, aby przygotowali się do kartkówki z tematu „Addycja rodnikowa”. W tym celu mają za zadanie sformułować dwa pytania na kartkówkę i zapisać je na kolorowych kartkach. Ich treść powinna się różnić od ćwiczeń z omawianego tematu. Nauczyciel zapowiada uczniom, że na kolejnych zajęciach zbierze kartki i wylosuje spośród nich jedną na kartkówkę.
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:
Nauczyciel może wykorzystać medium w sekcji „Animacja” do pracy przed lekcją. Uczniowie zapoznają się z jego treścią i przygotowują do pracy na zajęciach w ten sposób, żeby móc samodzielnie rozwiązać zadania w temacie. Uczniowie nieobecni na lekcji mogą medium wykorzystać do uzupełnienia swoich luk kompetencyjnych.
Materiały pomocnicze:
Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach): Na czym polega reguła Markownikowa? O czym mówi efekt nadtlenkowy? Co jest główną cechą reakcji addycji bromowodoru do alkenów? Z jakich etapów składa się reakcja addycji bromowodoru do alkenów? Co to jest karborodnik?
Podręczniki do dyspozycji na lekcji:
K. H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, tłum. A. Dworak, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.
R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1985, t. 1.
Kolorowe kartki do przygotowania pytań.