Dla nauczyciela
Scenariusz zajęć
Autor: Amanda Gałkowska, Krzysztof Błaszczak
Przedmiot: chemia
Temat: Badanie obecności grup funkcyjnych w cząsteczkach cukrów prostych (monosacharydów)
Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego, liceum, technikum, zakres rozszerzony; uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie rozszerzonym
Podstawa programowa:
Zakres rozszerzony
XX. Cukry. Uczeń:
4) projektuje i przeprowadza doświadczenie, którego wynik potwierdzi właściwości redukujące np. glukozy; projektuje i przeprowadza doświadczenie, którego wynik potwierdzi obecność grup hydroksylowych w cząsteczce monosacharydu, np. glukozy.
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:
projektuje i przeprowadza doświadczenie, którego celem jest sprawdzenie obecności grup hydroksylowych w cząsteczce cukru;
projektuje i przeprowadza doświadczenia, których wynik potwierdzi obecność grupy aldehydowej lub karbonylowej w cząsteczce cukru;
przewiduje produkt reakcji glukozy z kwasem azotowym(V) przeprowadzonej w podwyższonej temperaturze;
przewiduje produkt powstały w wyniku redukcji glukozy.
Strategie nauczania:
asocjacyjna;
problemowa.
Metody i techniki nauczania:
dyskusja dydaktyczna;
ćwiczenia uczniowskie;
analiza materiału źródłowego;
eksperyment chemiczny;
technika zdań podsumowujących.
Formy pracy:
praca zbiorowa;
praca w grupach;
praca indywidualna.
Środki dydaktyczne:
komputery z dostępem do Internetu;
słuchawki;
głośniki;
zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;
rzutnik multimedialny;
tablica interaktywna/tablica i kreda.
Przebieg zajęć
Faza wstępna:
Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel podaje uczniom pytanie: Co decyduje o tym, że dany cukier ma słodki smak? Dlaczego takiego smaku nie ma skrobia czy celuloza?
Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Nauczyciel prosi uczniów, aby zapisali wzór Fischera D‑glukozy w zeszycie i zaznaczyli występujące w nim grupy funkcyjne oraz podali metodę doświadczalną identyfikacji tych grup.
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:
Eksperyment chemiczny – „Wykrywanie grup hydroksylowych w glukozie i fruktozie”. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy. Uczniowie wybierają odpowiedni sprzęt i szkło laboratoryjne oraz odczynniki chemiczne, a następnie układają instrukcję wykonania eksperymentu (przykładowa instrukcja dla nauczyciela w materiałach pomocniczych). Po wyznaczonym czasie, chętne osoby podają zasady wykonania na forum klasy – pozostali wraz z nauczycielem weryfikują poprawność merytoryczną, ostatecznie instrukcję zatwierdza nauczyciel. Uczniowie przeprowadzają eksperyment. Nauczyciel rozdaje karty pracy ucznia. Uczniowie samodzielnie stawiają pytanie badawcze i hipotezę, obserwują zmiany podczas eksperymentu, wyciągają wnioski, ustalają równanie przeprowadzonej reakcji, wszystko zapisują w kartach pracy. Chętni uczniowie prezentują wyniki na forum klasy. Nauczyciel weryfikuje pod względem merytorycznym wypowiedzi uczniów.
Eksperyment chemiczny, praca w grupach – „Wykrywanie grupy aldehydowej w glukozie za pomocą próby Trommera”. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy, uczniowie wybierają odpowiedni sprzęt i szkło laboratoryjne oraz odczynniki chemiczne, a następnie układają instrukcję wykonania eksperymentu (przykładowa instrukcja dla nauczyciela w materiałach pomocniczych). Po wyznaczonym czasie, chętne osoby podają zasady wykonania na forum klasy – pozostali wraz z nauczycielem weryfikują poprawność merytoryczną, ostatecznie instrukcję zatwierdza nauczyciel. Uczniowie przeprowadzają eksperyment. Samodzielnie stawiają pytanie badawcze i hipotezę, obserwują zmiany podczas eksperymentu, wyciągają wnioski, ustalają równanie przeprowadzonej reakcji (reakcję chemiczną w formie cząsteczkowej, jonowej i jonowej skróconej), wszystko zapisują w kartach pracy. Chętni uczniowie prezentują wyniki na forum klasy. Nauczyciel weryfikuje pod względem merytorycznym wypowiedzi uczniów.
Eksperyment chemiczny, praca w grupach – „Wykrywanie grupy aldehydowej w glukozie za pomocą próby Tollensa”. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy, uczniowie wybierają odpowiedni sprzęt i szkło laboratoryjne oraz odczynniki chemiczne, a następnie układają instrukcję wykonania eksperymentu (przykładowa instrukcja dla nauczyciela w materiałach pomocniczych). Po wyznaczonym czasie, chętne osoby podają zasady wykonania na forum klasy – pozostali i nauczyciel weryfikują poprawność merytoryczną, ostatecznie instrukcję zatwierdza nauczyciel. Uczniowie samodzielnie stawiają pytanie badawcze i hipotezę, przeprowadzają eksperyment, obserwują zmiany podczas eksperymentu, wyciągają wnioski, ustalają równanie przeprowadzonej reakcji (reakcję chemiczną w formie cząsteczkowej, jonowej i jonowej skróconej), wszystko zapisują w kartach pracy. Chętne osoby prezentują wyniki na forum klasy. Nauczyciel weryfikuje pod względem merytorycznym wypowiedzi uczniów.
Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – „Sprawdź się”.
Faza podsumowująca
Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania:
Za pomocą jakiego doświadczenia chemicznego można wykryć obecność grup hydroksylowych w cząsteczkach cukrów?
Za pomocą jakiego doświadczenia chemicznego można wykryć obecność grupy aldehydowej w cząsteczce glukozy?
Jak nazywa się produkt utlenienia glukozy z udziałem słabego utleniacza?
Jak nazywa się produkt utlenienia glukozy z udziałem silnego utleniacza?
Jak sporządzamy odczynnik Tollensa?
Jak sporządzamy odczynnik Trommera?
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”.
Nauczyciel prosi uczniów, aby zapoznali się z tekstem bazowym i zawartością audiobooka.
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:
Audiobooka uczniowie mogą wykorzystać przygotowując się do lekcji lub do sprawdzianu. Medium może być również wykorzystane przez uczniów nieobecnych na lekcji jako uzupełnienie luk kompetencyjnych.
Materiały pomocnicze:
Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):
Za pomocą jakiego doświadczenia chemicznego można wykryć obecność grup hydroksylowych w cząsteczkach cukrów?
Za pomocą jakiego doświadczenia chemicznego można wykryć obecność grupy aldehydowej w cząsteczce glukozy?
Jak nazywa się produkt utlenienia glukozy z udziałem słabego utleniacza?
Jak nazywa się produkt utlenienia glukozy z udziałem silnego utleniacza?
Jak sporządzamy odczynnik Tollensa?
Jak sporządzamy odczynnik Trommera?
Instrukcja do doświadczenia „Wykrywanie grup hydroksylowych w glukozie i fruktozie”:
Szkło i sprzęt laboratoryjny: probówki, statyw do probówek, bagietka.
Odczynniki chemiczne: wodny roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 2 mol/dmIndeks górny 33, stała glukoza, stała fruktoza, stała sacharoza, woda destylowana.
Przebieg doświadczenia:
Przygotowanie odczynnika Trommera - do probówki dodaj ok. 3 cmIndeks górny 33 wodnego roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 2 mol/dmIndeks górny 33i ok. 3 cmIndeks górny 33wodnegoroztworu siarczanu (VI) miedzi(II). Otrzymasz niebieski, koloidalny osad wodorotlenku miedzi(II).
Przygotowanie próby Trommera:
Do dwóch probówek wlej ok. 2 cmIndeks górny 33 odczynnika Trommera.
Do pierwszej probówki dodaj kilka cmIndeks górny 33 roztworu glukozy i zamieszaj bagietką. Zapisz obserwacje.
Doświadczenie powtórz, dodając do drugiej probówki roztwór fruktozy.
Instrukcja do doświadczenia „Wykrywanie grupy aldehydowej w glukozie za pomocą próby Trommera”:
Szkło i sprzęt laboratoryjny: probówki, statyw do probówek, bagietka, łaźnia wodna/zlewka z gorąca wodą.
Odczynniki chemiczne: wodny roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 2 mol/dmIndeks górny 33, stała glukoza, woda destylowana.
Przebieg doświadczenia:
Do probówki wlej ok. 2 cmIndeks górny 33 roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) i ok. 3 cmIndeks górny 33 roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 2 mol/dmIndeks górny 33.
Dodaj następnie kilka cmIndeks górny 33 roztworu glukozy i zamieszaj bagietką.
Probówkę ogrzewaj w łaźni wodnej. Zanotuj obserwacje.
Instrukcja do doświadczenia „Wykrywanie grupy aldehydowej w glukozie za pomocą próby Tollensa”:
Szkło i sprzęt laboratoryjny: probówki, statyw do probówek, bagietka, łaźnia wodna/zlewka z gorącą wodą.
Odczynniki chemiczne: stały azotan(V) srebra(I), wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 2 mol/dmIndeks górny 33, wodny roztwór amoniaku, stała glukoza, woda destylowana.
Przebieg doświadczenia:
Wsyp 1/3 łyżeczki glukozy/fruktozy do probówki, a następnie dodaj 3 cmIndeks górny 33 wody destylowanej, całość wymieszaj.
Przygotowanie odczynnika Tollensa - do probówki wlej ok. 1 cmIndeks górny 33 roztworu azotanu(V) srebra(I), kilka kropli roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 2 mol/dmIndeks górny 33.
Następnie – stale mieszając – dodawaj kroplami wodny roztwór amoniaku do całkowitego roztworzenia strąconego osadu.
Przygotowanie próby Tollensa:
Do sporządzonego odczynnika Tollensa dodaj kilka cmIndeks górny 33 roztworu glukozy i zamieszaj bagietką.
Probówkę ogrzewaj w łaźni wodnej. Zanotuj obserwacje.
Karty charakterystyk substancji.
Karty pracy ucznia: