Scenariusz zajęć

Autor: Aleksandra Marszałek‑Harych, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Wiązania wodorowe

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

III. Wiązania chemiczne. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Uczeń:

4) opisuje i przewiduje wpływ rodzaju wiązania (jonowe, kowalencyjne, metaliczne), oddziaływań międzycząsteczkowych (siły van der Waalsa, wiązania wodorowe) na właściwości fizyczne substancji nieorganicznych i organicznych; wskazuje te cząsteczki i fragmenty cząsteczek, które są polarne, oraz te, które są niepolarne.

Zakres rozszerzony

III. Wiązania chemiczne. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Uczeń:

6) opisuje i przewiduje wpływ rodzaju wiązania (jonowe, kowalencyjne, metaliczne), oddziaływań międzycząsteczkowych (siły van der Waalsa, wiązania wodorowe) oraz kształtu drobin na właściwości fizyczne substancji nieorganicznych i organicznych; wskazuje te cząsteczki i fragmenty cząsteczek, które są polarne, oraz te, które są niepolarne.

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, na czym polega wiązanie wodorowe;

• wyjaśnia właściwości fizyczne związków chemicznych na podstawie ich wiązań wodorowych;

• rysuje wiązania wodorowe pomiędzy cząsteczkami;

• klasyfikuje rodzaje wiązań wodorowych.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• pogadanka;

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• film samouczek;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami/smartfony/tablety z dostępem do Internetu;

• podręczniki tradycyjne;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica i kreda, pisak.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wykorzystuje pytania zawarte we wprowadzeniu do e‑materiału, np.: dlaczego drzewa rosną pionowo? Co sprawia, że woda wrze w 100ºC?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się wyjaśnić na czym polegają wiązania wodorowe.

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

4. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcjach.

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie, w oparciu o dostępne źródła informacji, w tym treści z e‑materiału, przygotowują się do dyskusji na temat wiązań wodorowych. Po wyznaczonym czasie nauczyciel inicjuje pogadankę dotyczącą wiązań wodorowych, czym są i jak powstają oraz ich rodzajów. Po przeprowadzonej pogadance uczniowie są proszeni o zanotowanie najważniejszych informacji w zeszytach.

2. Eksperyment chemiczny. Nauczyciel poprzez losowanie dzieli uczniów na grupy.  Uczniowie mają za zadanie przeprowadzić doświadczenie, w którym sprawdzą jak wysoka temperatura wpływa na wiązania wodorowe. W tym celu uczniowie mają za zadanie zdefiniować denaturację białek. Uczniowie mają za zadanie sformułować hipotezę badawczą oraz odpowiedzieć na pytanie: w jaki sposób na strukturę białka wpływają wiązania wodorowe? (Czy wiązania wodorowe w białkach utrzymują się niezależnie od temperatury? Czy enzymy zawierają wiązania wodorowe?) Uczniowie formułują odpowiednie wnioski do postawionej przez nich hipotezy badawczej i na forum klasy przedstawiciele grup prezentują efekty pracy. Po zakończeniu prezentacji przez wszystkie grupy uczniowie na forum formułują wspólny wniosek i zapisują go w zeszytach.

3. Uczniowie pracując w parach mają za zadanie odszukanie w dostępnych źródłach informacji jak najwięcej różnych substancji, cząsteczek, w których znajdują się wiązania wodorowe, po czym uczniowie na forum podają swoje propozycje.

4. Nauczyciel pyta uczniów o atomy pierwiastków, które mogą tworzyć wiązania wodorowe. Następnie podaje uczniom przykłady związków i pyta, które z nich tworzą wiązania wodorowe.

5. Uczniowie rysują na tablicy wiązania dla przedstawionych przykładów przez nauczyciela.

6. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – sprawdź się.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów poprzez zadawanie przykładowych pytań: Czym są wiązania wodorowe? Jak powstaje wiązanie wodorowe? Jakie są rodzaje wiązań wodorowych? Jaki jest udział wiązań wodorowych w tym, że drzewa rosną pionowo?

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

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

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

2. Uczniowie oglądają film samouczek prezentujący wizualizację wiązań wodorowych na przykładach i układają do treści filmu pytania.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Film samouczek uczniowie mogą wykorzystać do łatwiejszego wyobrażenia sobie tworzenia wiązań na poziomie mikroświata. Mogą wykorzystać podczas przygotowywania się ucznia do sprawdzianu lub do zdobycia wiedzy w razie nieobecności na lekcji.

Materiały pomocnicze:

1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach): Czym są wiązania wodorowe? Jak powstaje wiązanie wodorowe? Jakie są rodzaje wiązań wodorowych? Jaki jest udział wiązań wodorowych w tym, że drzewa rosną pionowo?

2. Zestaw do tworzenia modeli związków chemicznych.

3. Doświadczenie chemiczne:

Szkło i sprzęt laboratoryjny: zlewka, szalka Petriego, szczypce.

Odczynniki chemiczne i materiał do analizy: woda destylowana,  jajko kurze.

Uczniowie mają za zadanie przeprowadzić doświadczenie, w którym sprawdzą, w jaki sposób zlokalizowane w białku jaja kurzego wiązania wodorowe zachowują się po ugotowaniu. W tym celu uczniowie mają za zadanie sprawdzić w literaturze, czym jest denaturacja białek i na czym polega. W jaki sposób wpływa ona na wiązania wodorowe? Chodzi o to, żeby zaobserwowali jak białko wygląda w swojej aktywnej nie zdenaturowanej formie (przed zagotowaniem) i jak wygląda gdy ulegnie ugotowaniu, co dzieje się w trakcie gotowania, jak zmienia się jego kształt (odpowiedni kształt białka decyduje o jego aktywności).