Dla nauczyciela

Scenariusz zajęć

Autor: Amanda Gałkowska, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Co to są karbokationy i jakie czynniki wpływają na ich trwałość?

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

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

XII. Wstęp do chemii organicznej. Uczeń:

9) klasyfikuje reakcje związków organicznych ze względu na typ procesu (addycja, eliminacja, substytucja, polimeryzacja, kondensacja) i mechanizm reakcji (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy); wyjaśnia mechanizmy reakcji; 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 i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne

Uczeń:

  • opisuje strukturę karbokationów;

  • identyfikuje karbokation metylowy, karbokation pierwszorzędowy, drugorzędowy i trzeciorzędowy;

  • udowadnia, dlaczego trwałość karbokationów wzrasta wraz ze wzrostem rzędowości.

  • omawia czynniki wpływające na trwałość karbokationów.

Strategie nauczania:

  • asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

  • burza mózgów;

  • dyskusja dydaktyczna;

  • ćwiczenia uczniowskie;

  • analiza materiałów źródłowych;

  • modelowanie;

  • mapa pojęciowa;

  • technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

  • praca zbiorowa;

  • praca w grupach;

  • praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

  • komputery z głośnikami, słuchawkami i z dostępem do Internetu;

  • zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

  • rzutnik multimedialny;

  • modele kulkowo‑pręcikowe;

  • tablica interaktywna/tablica i kreda, pisak.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

  1. Zaciekawienie i dyskusja: nauczyciel wykorzystuje wprowadzenie zawarte w e‑materiale.

  2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół karbokationu. Uczniowie rysują mapę pojęć (w mapie powinny pojawić się takie terminy jak: kation, karbokation, rzędowość, trwałość. Inne pojęcia pojawiające się podczas lekcji powinny być dopełnieniem mapy).

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

Faza realizacyjna:

  1. Uczniowie zapoznają się z treściami w e‑materiale i poszukują odpowiedzi na pytanie, czym są karbokationy. Po wyznaczonym czasie chętni uczniowie wyjaśniają pojęcie na forum klasy, a pozostali uczniowie weryfikują poprawność merytoryczną wypowiedzi uczniów. Nauczyciel, w razie potrzeby, wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

  2. Nauczyciel rozdaje uczniom modele kulkowo‑pręcikowe lub plastelinę i wykałaczki. Uczniowie budują modele chemiczne: karbokationu metylowego, wybranych karbokationów pierwszorzędowych, drugorzędowych i trzeciorzędowych, dbając o zachowanie odpowiedniego kształtu. Nauczyciel monitoruje pracę uczniów i wspiera ich. Uczniowie na sygnał nauczyciela podnoszą do góry karbokation o największej trwałości, najmniejszej trwałości, karbokation drugi w kolejności co do trwałości itd.

  3. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na cztery grupy i odsyła ich do multimedium – mapy pojęciowej. Zadaniem każdej grupy jest zapoznanie się  jednym z czterech czynników wpływających na trwałość karbokationów:

  • I grupa – hiperkoniugacja;

  • II grupa – efekt indukcyjny;

  • III grupa – efekt rezonansowy;

  • IV grupa – obecność heteroatomu dysponującego wolnymi parami elektronowymi.

    Po zapoznaniu się przedstawiciele poszczególnych grup relacjonują treści dotyczące poszczególnych czynników. Nauczyciel weryfikuje poprawność merytoryczną wypowiedzi uczniów i w razie potrzeby wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

  1. Uczniowie w tych samych grupach wykonują zawarte polecenia w multimedium.

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

Faza podsumowująca:

  1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów. Pyta:

  • Czy karbokationy posiadają ładunek dodatni na atomie azotu?

  • Czy karbokationy posiadają ładunek dodatni na atomie węgla?

  • Czy karbokation posiadający atom węgla z ładunkiem dodatnim połączony z trzema innymi atomami węgla jest drugorzędowy?

  • Czy karbokation posiadający atom węgla z ładunkiem dodatnim połączony z trzema innymi atomami węgla jest trzeciorzędowy?

  • Czy wraz ze wzrostem rzędowości karbokationów rośnie ich trwałość?

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

  • Przypomniałem/łam sobie, że...

  • Co było dla mnie łatwe...

  • Czego się nauczyłam/nauczyłem...

  • Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale – sprawdź się.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Multimedium może być wykorzystane przez ucznia w fazie przygotowania do lekcji lub przygotowywania się do pracy kontrolnej.

Materiały pomocnicze:

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

  • Czy karbokationy posiadają ładunek dodatni na atomie azotu?

  • Czy karbokationy posiadają ładunek dodatni na atomie węgla?

  • Czy karbokation posiadający atom węgla z ładunkiem dodatnim połączony z trzema innymi atomami węgla jest drugorzędowy?

  • Czy karbokation posiadający atom węgla z ładunkiem dodatnim połączony z trzema innymi atomami węgla jest trzeciorzędowy?

  • Czy wraz ze wzrostem rzędowości karbokationów rośnie ich trwałość?

  1. Nauczyciel przygotowuje alternatywnie plastelinę i wykałaczki.

Sprawdź się