Scenariusz zajęć

Autor: Marcin Sz. Małecki, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Elektroliza, w której elektrody są aktywne – oczyszczanie metali

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

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

IX. Elektrochemia. Ogniwa i elektroliza. Uczeń:

9) projektuje i przeprowadza doświadczenia, w których drogą elektrolizy otrzyma np. wodór, tlen, chlor, miedź.

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:

• analizuje proces elektrorafinacji;

• przedstawia możliwe zastosowania elektrorafinacji;

• pisze równania reakcji chemicznych zachodzących na elektrodach w trakcie procesu elektrorafinacji.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• eksperyment chemiczny;

• symulacja interaktywna;

• technika bateria.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica i kreda/pisak.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla okładkę e‑materiału i wykorzystuje informacje zawarte we wprowadzeniu do e‑materiału. Jak wpływa czystość metalu na jego przewodnictwo elektryczne?

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

3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie przypominają, na czym polega proces elektrolizy.

Faza realizacyjna:

1. Doświadczenie chemiczne – „Usuwanie rdzy za pomocą elektrolizy”. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na grupy, rozdaje karty pracy. Uczniowie wybierają odpowiednie szkło, sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne. Uczniowie samodzielnie formułują pytanie badawcze i hipotezę, rysują schemat doświadczenia i wykonują kolejno czynności podane w instrukcji (patrz materiały pomocnicze). Uczniowie obserwują zmiany podczas doświadczenia, zapisują równania reakcji chemicznych, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Na forum całej klasy następuje weryfikacja pod względem merytorycznym zaprezentowanych przez liderów grup efektów pracy. Powrót do fazy wstępnej i skonfrontowanie podanej informacji przez uczniów. Nauczyciel wyjaśnia ewentualnie zaistniałe niezrozumiałe kwestie.

2. Uczniowie z nauczycielem omawiają procesy zachodzące w trakcie elektrolizy na elektrodach. Chętni uczniowie zapisują równania reakcji chemicznych jakie zaszły w trakcie eksperymentu na tablicy celem sprawdzenia ich poprawności zapisu.

3. Uczniowie zapoznają się z tekstem w e‑materiale w sekcji „Przeczytaj” dotyczącym elektrorafinacji. Uczniowie układają pytania do tekstu, a po wyznaczonym czasie zadają je sobie nawzajem i udzielają odpowiedzi. Pozostali uczniowie i nauczyciel weryfikują poprawność merytoryczną odpowiedzi uczniów.

4. Nauczyciel poleca uczniom pracę w parach z symulacją interaktywną. Uczniowie proponują pytania badawcze i hipotezy na forum klasy do doświadczeń zaplanowanych w medium, a następnie wykonują doświadczenia. Chętna osoba może omówić ich przebieg na forum klasy. Uczniowie rozwiązują zadania zawarte w medium.

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

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie na planszy z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‑10% zaznaczają cenkami w jakim stopniu opanowali zagadnienia wynikające z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. W przypadku, gdy bateria nie jest naładowana w 100%, zastanawiają się w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy?

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Symulacja interaktywna może być wykorzystana w trakcie lekcji oraz jako pomoc przy odrabianiu zadania domowego, oraz przygotowywania się do pracy kontrolnej.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje planszę z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‑10% do oceny stopnia opanowania zagadnień oraz cenki dla uczniów.

2. Doświadczenie chemiczne: „Usuwanie rdzy za pomocą elektrolizy”.

Szkło i sprzęt laboratoryjny: duże krystalizatory, przewody do elektrolizy (do ujemnego bieguna podłączony zardzewiały przedmiot; do dodatniego bieguna podłączona elektroda – np. grafit), źródło prądu (np. prostownik), bagietki szklane, łyżeczki.

Odczynniki chemiczne: zardzewiały gwóźdź stalowy, woda destylowana, soda oczyszczona.

Instrukcja wykonania:

• W krystalizatorze przygotuj roztwór sody oczyszczonej (do 3/4 wysokości naczynia).

• Elektrody umieść w krystalizatorze z wodą naprzeciw siebie.

• Podłącz źródło prądu.

• Obserwuj zachodzące zmiany.

3. Karty charakterystyki substancji chemicznej.

4. Karta pracy ucznia: