Scenariusz zajęć

Autor: Jakub Skuta, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Reakcja benzenu z halogenami w obecności katalizatorów.

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

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

XIII. Węglowodory. Uczeń:

11) opisuje właściwości chemiczne węglowodorów aromatycznych na przykładzie reakcji: spalania, z ${\text{Cl}}_2$ lub ${\text{Br}}_2$ wobec katalizatora albo w obecności światła, nitrowania, katalitycznego uwodornienia; pisze odpowiednie równania reakcji dla benzenu i metylobenzenu (toluenu) oraz ich pochodnych, uwzględniając wpływ kierujący podstawników (np. atom chlorowca, grupa alkilowa, grupa nitrowa, grupa hydroksylowa, grupa karboksylowa).

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:

• pisze równanie chlorowania benzenu w obecności światła;

• wyjaśnia, jak przebiega reakcja halogenowania (substytucji elektrofilowej przy pierścieniu aromatycznym);

• pisze równanie reakcji katalitycznego halogenowania benzenu i toluenu;

• pisze wzory i nazwy produktów katalitycznego halogenowania benzenu i toluenu;

• planuje wieloetapowy schemat otrzymywania danych związków.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• eksperyment chemiczny;

• pogadanka;

• animacja;

• roża wiatrów.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: „Dlaczego benzen jest aromatyczny”?

2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się odpowiedzieć na pytanie: „Czym jest proces halogenowania?”.

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

4. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcjach.

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel pyta uczniów, jak wg nich wyglądałaby reakcja halogenowania benzenu – ochotnicy zapisują swoje propozycje reakcji na tablicy. Nauczyciel dopytuje o warunki i o łatwość przebiegu tej reakcji. Spośród propozycji zapisanych równań, nauczyciel wybiera to, które jest poprawnie zapisane, ewentualnie sam zapisuje poprawne równanie na tablicy wraz z warunkami reakcji. Powrót do fazy wstępnej i skonfrontowanie wypowiedzi uczniów.

2. Eksperyment chemiczny – „Otrzymywanie bromopochodnych węglowodorów”. Nauczyciel wyznacza uczniów do roli asystentów, którzy w obecności nauczyciela przeprowadzą eksperyment. W tym celu wybierają odpowiednie szkło, sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne, a następnie na forum ustalają procedurę przeprowadzenia eksperymentu (przykładowa dla nauczyciela w materiałach pomocniczych). Nauczyciel rozdaje karty pracy, uczniowie samodzielnie formułują pytanie badawcze i hipotezę, rysują schemat doświadczenia. Uczniowie asystenci wykonują eksperyment wg wcześniej ustalonej procedury. Pozostali obserwują zmiany podczas eksperymentu, zapisują równania reakcji chemicznych, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Na forum całej klasy następuje weryfikacja pod względem merytorycznym zaprezentowanych efektów pracy przez chętnych uczniów. Równania reakcji chemicznych także chętne osoby zapisują na tablicy, celem sprawdzenia poprawności zapisu. Nauczyciel wyjaśnia ewentualnie zaistniałe niezrozumiałe kwestie.

3. Uczniowie samodzielnie analizują tekst źródłowy e‑materiału, zawarty w sekcji „Przeczytaj”, dotyczący halogenowania pochodnych benzenu, po czym nauczyciel inicjuje pogadankę w odniesieniu do otrzymywania halogenopochodnych. Ewentualne niezrozumiałe kwestie wyjaśnia je na forum klasy.

4. Nauczyciel poleca uczniom pracę w parach z animacją załączoną do e‑materiału. Uczniowie zapoznają się z poleceniem i wykonują zawarte w medium ćwiczenia.

5. Prowadzący zapowiada uczniom, że w kolejnym kroku będą rozwiązywać ćwiczenia nr 3‑8. Uczniowie wykonują zadania w parach. Po ustalonym czasie, wybrani uczniowie przedstawiają odpowiedzi, a reszta klasy wspólnie ustosunkowuje się do nich. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej. Prowadzący zapowiada uczniom, że w kolejnym kroku będą rozwiązywać ćwiczenia nr 1 i 2 z sekcji „Sprawdź się”. Każdy z uczniów robi to samodzielnie. Po ustalonym czasie, wybrane osoby przedstawiają rozwiązania. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca:

1. Róża wiatrów (patrz materiały pomocnicze). Nauczyciel poprzez zastosowanie tego narzędzia może dokonać ewaluacji zajęć, umieszczając nazwy elementu podlegającego ocenie, np. atmosfera zajęć, przydatność materiałów, stopień zaangażowania uczniów, zainteresowanie tematem, stopień opanowania zagadnienia wynikający z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji, stopień trudności materiału, atrakcyjność lekcji i etc. Przygotowaną „różę” nauczyciel rozdaje uczniom i prosi o zaznaczenie na każdej osi punktu odpowiadającego ocenie. Następnie punkty na sąsiednich osiach uczniowie łączą ze sobą i w ten sposób każdy otrzymuje swoją „różę”, którą wręcza prowadzącemu. Nauczyciel może odnieść się do tego ogólnie na podsumowanie, po wcześniej analizie.

Praca domowa:

1. Uczniowie wykonują zawarte w e‑materiale w sekcji „Sprawdź się” pozostałe ćwiczenia, których nie zdążyli wykonać na lekcji.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Animację uczniowie mogą wykorzystać podczas przygotowywania się do lekcji lub pracy kontrolnej.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje do ewaluacji lekcji różę wiatrów. Róża wiatrów jest jedną z graficznych metod pozwalających ocenić jednocześnie wiele elementów zajęć. W przypadku ewaluacji zajęć, na osiach w miejsce kierunku umieść się nazwę elementu podlegającego ocenie (atmosfera zajęć, przydatność materiałów, stopień zaangażowania uczniów, zainteresowanie tematem, stopień opanowania zagadnienia wynikający z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji, stopień trudności materiału, atrakcyjność lekcji). Liczba osi jest dowolna i może być rozbudowywana w zależności od potrzeb. Linię osi podziel na odcinki i przypisz im odpowiednie wartości – od 1 do 10 lub skalę ocen 1‑6. Tak przygotowaną „różę” rozdaj uczestnikom i poproś o zaznaczenie na każdej osi punktu odpowiadającego ocenie. Następnie punkty na sąsiednich osiach uczniowie łączą ze sobą i w ten sposób każdy z uczniów otrzymuje swoją „różę”, którą wręcza prowadzącemu.

2. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach): Czym różni się reakcja substytucji od addycji? Jakie są warunki halogenowania benzenu? Jakie stosuje się w tej reakcji katalizatory?

3. Doświadczenie chemiczne „Otrzymywanie bromopochodnych węglowodorów”:

4. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

5. Karta pracy ucznia: