Scenariusz zajęć

Autor: Aleksandra Marszałek‑Harych, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Czy obecne w pierścieniu benzenowym podstawniki decydują, gdzie przyłączy się kolejny podstawnik?

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:

• omawia efekt kierujący podstawników w pierścieniu benzenowym;

• wymienia podstawniki aktywujące i dezaktywujące;

• analizuje korelację pomiędzy efektem kierującym podstawnika a reaktywnością.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• kula śniegowa;

• analiza materiału źródłowego;

• dyskusja dydaktyczna;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika bateria;

• animacje.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami/smartfony/tablety z dostępem do Internetu;

• podręczniki tradycyjne;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica, kreda/pisak.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla uczniom na tablicy multimedialnej okładkę do lekcji z wprowadzenia do lekcji i pyta, czy wiedzą, z jakim tematem jest ona związana?

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 potocznej uczniów. Uczniowie zastanawiają się nad pytaniem: Na jakie aspekty wpływają obecne już podstawniki w pierścieniu benzenu?

Faza realizacyjna:

1. Kula śniegowa. Nauczyciel informuje uczniów, że będą poszukiwać odpowiedzi metoda kuli śniegowej na pytanie: Czym jest efekt kierujący podstawnika?

• Uczniowie najpierw indywidualnie opracują odpowiedź na zadane pytanie.

• Potem połączą się w pary, porównają swoje propozycje, ustalają, która jest prawdziwa lub spiszą na osobnej kartce listę swoich wspólnych rozwiązań.

• Następnie uczniowie gromadzą się w czwórkach i w podobny sposób konfrontują swoje stanowiska, a zebrane rozwiązania zapisują na nowej kartce.

• W dalszej części uczniowie łączą się w jeszcze liczniejsze grupy, aż wobec postawionego problemu wypowie się cała klasa. Wszystkie uzgodnione na forum całej klasy odpowiedzi wraz z argumentami zostaną zapisane na tablicy.

2. Po wykonaniu zadania i ustaleniu wspólnie przez uczniów rozwiązania/odpowiedzi/definicji, nauczyciel weryfikuje ją i w razie potrzeby uzupełnia.

3. Następnie uczniowie mają za zadanie zapoznać się z fragmentem sekcji „Przeczytaj” e‑materiału i na jego podstawie (mogą użyć też innych źródeł informacji) mają za zadanie oznaczyć kierunek strzałki reaktywności (z możliwością zaznaczenia pozycji np. za pomocą magnesu), a także zilustrować na niej grupy wszystkich możliwych podstawników, które wpływają na orientację podstawienia kolejnych podstawników.

4. Następnie uczniowie proszeni są o zapoznanie się z treścią przykładu nr 2 e‑materiału. Ich zadaniem jest rozwiązanie go przy asyście nauczyciela na tablicy, z wykorzystaniem schematu ilustrującego przykłady różnych podstawników oraz mają przedstawić zależność ich reaktywności z efektem kierującym.

5. Następnie uczniowie proszeni są o zapisanie wzorów trzech przykładowych substratów do substytucji elektrofilowej na oddzielnych karteczkach. Karteczki z nazwami reakcji substytucji elektrofilowej ma nauczyciel i on je losuje (np. nitrowanie, sulfonowanie, halogenowanie jodem).

6. Przygotowane przez uczniów przykłady umieszczone zostają w kartonie lub w jakiejś kuli. Uczniowie, np. wg kolejności alfabetycznej w dzienniku,  podchodzą losują jeden przykład, a nauczyciel czyta, jakie równanie reakcji chemicznej ma dla niego zapisać na tablicy lub na kartce. Uczeń, posługując się schematem, zapisuje odpowiednie rozwiązanie.

7. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Wykonują zadania. Nauczyciel może wyświetlić treść poleceń na tablicy multimedialnej. Po każdym przeczytanym poleceniu daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętny uczeń z danej pary udziela odpowiedzi/prezentuje rozwiązanie na tablicy. Pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej, proponując ewentualnie swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej. Ćwiczenia, których uczniowie nie zdążą wykonać podczas lekcji mogą być zlecone do wykonania w ramach pracy domowej.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie na planszy z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‑10% zaznaczają kolorowymi samoprzylepnymi karteczkami (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 w e‑materiale – „Sprawdź się”, których nie zdążyli wykonać na lekcji.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Animacja może być wykorzystana podczas przygotowania się do lekcji lub pracy kontrolnej. Uczniowie nieobecni na lekcji mogą wykorzystać laboratorium samorozwoju celem uzupełnienia luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje planszę z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‑10% do oceny stopnia opanowania zagadnień oraz kolorowe samoprzylepne karteczki (cenki) dla uczniów. 2. Nauczyciel przygotowuje karteczki z nazwami reakcji substytucji elektrofilowej np. nitrowanie, sulfonowanie, halogenowanie jodem.

2. Nauczyciel przygotowuje tabelę podstawników aktywujących i dezaktywujących: