Scenariusz zajęć

Autor: Aleksandra Marszałek‑Harych, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Jakie są rodzaje katalizatorów i w jaki sposób wpływają na szybkość reakcji chemicznej?

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

IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Uczeń:

4) porównuje wartość energii aktywacji przebiegającej z udziałem i bez udziału katalizatora.

Zakres rozszerzony

IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Uczeń:

6) porównuje wartość energii aktywacji przebiegającej z udziałem i bez udziału katalizatora; wyjaśnia działanie katalizatora na poziomie molekularnym.

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:

• wymienia rodzaje katalizatorów;

• analizuje wykres zależności zmian energii wewnętrznej od czasu (bez udziału katalizatora i z katalizatorem);

• proponuje doświadczenie obrazujące wpływ katalizatora na szybkość reakcji chemicznej.

Strategie:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• WEBQUEST;

• dyskusja dydaktyczna;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• film samouczek;

• technika zdań podsumowujących.

Forma 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.

Przebieg zajęć

Faza wstępna

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom przykładowe pytania:  Czy reakcję chemiczną możemy przyspieszyć? Jeśli tak, to z użyciem jakich czynników? Z czym się Wam kojarzy pojęcie katalizator? Jakie znacie przykłady katalizatorów?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół zadanych pytań nauczyciela.

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

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

Faza realizacyjna

1. Na podstawie burzy mózgów z fazy wstępnej uczniowie wymieniają czynniki wpływające na przyśpieszenie reakcji chemicznej, a  wybrany przez nauczyciela moderator zapisuje wymienione czynniki na tablicy.

2. Uczniowie konfrontują wymienione przez nich czynniki wpływające na przyśpieszenie reakcji chemicznej z dostępnym materiałem źródłowym, w tym z e‑materiałem.

3. Metoda WEBQUEST: Uczniowie są podzieleni przez nauczyciela na czteroosobowe grupy. Nauczyciel wyjaśnia, że zadaniem uczniów będzie przygotowanie wspólnej grupowej prezentacji, np. z wykorzystaniem aplikacji Google Prezentacje, na wybrane tematy:

• kataliza homogeniczna;

• kataliza heterogeniczna;

• autokataliza;

• biokataliza.
  Nauczyciel przydziela losowo zagadnienia grupom, tak żeby wszystkie tematy były zaopiekowane. Prezentacja powinna zacząć się od omówienia ogólnego pojęcia katalizy, powinna zawierać opis podanej reakcji oraz minimum 5 przykładów reakcji. Uczniowie powinni ocenić skalę tych reakcji na arenie odkryć międzynarodowych. Podopieczni mogą korzystać z dostępnych źródeł informacji, w tym z e‑materiału.

4. Grupy przystępują do pracy. Nauczyciel wspiera uczniów w odnajdywaniu informacji, jakie mogą być przydatne do prezentacji.

5. Uczniowie przedstawiają swoje fragmenty prezentacji. Nauczyciel monitoruje czas każdej prezentacji, tak by wszystkie grupy zdążyły zaprezentować rezultaty swojej pracy. Weryfikuje ich poprawność i wyjaśnia ewentualne błędy.

6. Nauczyciel wyznacza asystenta do przeprowadzenia eksperymentu – Badanie wpływu soli miedzi(II) na reakcję kwasu solnego z metalicznym cynkiem (patrz instrukcja w materiale pomocniczym).

7. Na podstawie obserwacji uczniowie wnioskują i swoją interpretację przedstawiają na forum klasy. Nauczyciel kontroluje poprawność wyciągniętych wniosków i podsumowuje całość eksperymentu.

8. Uczniowie w parach projektują doświadczenie ukazujące wpływ dowolnego katalizatora na szybkość reakcji, po czym na forum omawiają swoją propozycję. Nauczyciel weryfikuje propozycje uczniów i podsumowuje.

9. Uczniowie samodzielnie analizują medium bazowe – film samouczek.

Faza podsumowująca

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania:

• W jaki sposób można wpłynąć na szybkość reakcji chemicznej?

• Wyjaśnij, na czym polega teoria zderzeń?

• Co to jest katalizator, a czym jest inhibitor?

• Jakie znasz rodzaje katalizatorów?

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

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co sprawiało mi trudność ...

Praca domowa:

Nauczyciel prosi uczniów o wykonanie ćwiczeń zawartych w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Film samouczek może być wykorzystany przez uczniów podczas przygotowania się do kartkówki.

Materiały pomocnicze:

1. Szkło i sprzęt laboratoryjny: probówki, statyw do probówek, pipeta, łyżeczka do odczynników.

2. Odczynniki chemiczne: kwas solny, nieorganiczna sól miedzi(II), opiłki cynku.

3. Instrukcja wykonania doświadczenia:

• W probówce umieść opiłki cynku.

• Wlej do probówki z cynkiem kwas solny o stężeniu 1 $\frac{\mathrm{mol}}{{\mathrm{dm}}^3}$.

• Obserwuj zmiany przez dwie minuty.

• Dodaj nieorganiczną sól miedzi(II).

• Obserwuj zmiany.

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

• W jaki sposób można wpłynąć na szybkość reakcji chemicznej?

• Wyjaśnij, na czym polega teoria zderzeń?

• Co to jest katalizator, a czym jest inhibitor?

• Jakie znasz rodzaje katalizatorów?