Scenariusz zajęć

Autor: Sylwia Kostera, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Chromatografia kolumnowa.

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy:

V. Roztwory. Uczeń:

4) opisuje sposoby rozdzielenia roztworów właściwych (ciał stałych w cieczach, cieczy w cieczach) na składniki (m.in. ekstrakcja, chromatografia).

Zakres rozszerzony

V. Roztwory. Uczeń:

4) opisuje sposoby rozdzielenia roztworów właściwych (ciał stałych w cieczach, cieczy w cieczach) na składniki (m.in. ekstrakcja, chromatografia, elektroforeza).

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 pojęcia: chromatografia, kolumna chromatograficzna, faza stacjonarna, faza ruchoma, współczynnik opóźnienia, chromatografia cienkowarstwowa;

• omawia wygląd kolumny chromatograficznej;

• omawia zalety chromatografii cienkowarstwowej.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• burza mózgów;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródłowego;

• eksperyment chemiczny;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

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

• rzutnik multimedialny;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, kreda/mazak.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla okładkę e‑materiału, na której widoczna jest kolumna chromatograficzna, po czym zadaje uczniom pytania: Co ich zdaniem przedstawione jest na zdjęciu? W jaki sposób można rozdzielić atrament lub barwnik z mazaków na składniki? Gdzie w życiu codziennym można znaleźć przykłady chromatografii?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół terminu „chromatografia”.

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, jakie zostaną użyte w czasie lekcji.

Faza realizacyjna:

1. Prowadzący zajęcia wyświetla na tablicy multimedialnej film samouczek z YouTube zatytułowany „Jak poprawnie przygotować kolumnę chromatograficzną?” (link w materiałach pomocniczych).

2. Następnie odwołuje uczniów do wirtualnego laboratorium – uczniowie pracują parami z wykorzystaniem kilku wariantów, z możliwością modyfikacji parametrów.

3. Eksperyment chemiczny. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy, rozdaje karty pracy, rozdaje sprzęt, szkło laboratoryjne, odczynniki i instrukcję do eksperymentu. Uczniowie stawiają pytanie badawcze i hipotezę, przeprowadzają eksperyment wg instrukcji, obserwują zmiany, wyciągają wnioski, zapisują wszystko w kartach pracy. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów, wyjaśnia ewentualnie niezrozumiałe kwestie i wątpliwości. Po minionym czasie liderzy grup prezentują efekty pracy. Nauczyciel weryfikuje poprawność merytoryczną wypowiedzi uczniów.

4. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów, zadając przykładowe pytania: Na czym polega chromatografia kolumnowa? Co to jest elucja? Jaką rolę pełni eluent? Co to jest faza stał i faza ruchoma?

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:

Uczniowie sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenie 9 (doświadczenie) zawarte w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Wirtualne laboratorium może być wykorzystane do przedstawienie procedury chromatografii. Uczniowie mogą je wykorzystać, przygotowując się do lekcji lub do sprawdzianu. Medium może być również wykorzystane przez uczniów nieobecnych na lekcji jako uzupełnienie luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

1. Proponuje film przedstawiający: jak przygotować kolumnę chromatograficzną? Inspiracja w poniższym linku: https://www.youtube.com/watch?v=wfWdS8_Tqxk

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

• Na czym polega chromatografia kolumnowa?

• Co to jest elucja?

• Jaką rolę pełni eluent?

• Co to jest faza stał i faza ruchoma?

3. Doświadczenie

Szkło i sprzęt laboratoryjny: szalki Petriego, zlewki.

Odczynniki chemiczne: długie kawałki kredy białej, flamaster czarny/brązowy/niebieski/czerwony, woda.

Instrukcja wykonania:

• Na długim kawałku kredy do pisania, w odległości ok. 1,5 cm od podstawy, zaznacz czarnym lub brązowym flamastrem linię równoległą do podstawy. Ponieważ kawałek kredy ma cztery boczne ściany, można równocześnie wypróbować cztery różnokolorowe flamastry.

• Na szalce Petriego wlej kilkumilimetrową warstwę wody i postaw na to „kolumnę chromatograficzną”.

• Obserwuj zmiany. (Kreda szybko nasiąka wodą, woda rozwija ku górze chromatogram, na którym pojawiają się barwne pasma utworzone przez barwniki, wchodzące w skład pozornie jednobarwnego flamastra.)

4. Karty charakterystyk substancji.

5. Karta pracy ucznia: