Dla nauczyciela
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:
Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wykorzystuje pytania zawarte we wprowadzeniu do e‑materiału, np.: dlaczego drzewa rosną pionowo? Co sprawia, że woda wrze w 100ºC?
Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się wyjaśnić na czym polegają wiązania wodorowe.
Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują w portfolio.
Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcjach.
Faza realizacyjna:
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.
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.
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.
Nauczyciel pyta uczniów o atomy pierwiastków, które mogą tworzyć wiązania wodorowe. Następnie podaje uczniom przykłady związków i pyta, które z nich tworzą wiązania wodorowe.
Uczniowie rysują na tablicy wiązania dla przedstawionych przykładów przez nauczyciela.
Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – sprawdź się.
Faza podsumowująca:
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?
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:
Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale – „Sprawdź się”.
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:
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?
Zestaw do tworzenia modeli związków chemicznych.
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).