Scenariusz zajęć

Autor: Marta Wróbel, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Jakie właściwości fizykochemiczne posiada cement?

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

Podstawa programowa:

Poziom podstawowy i rozszerzony

Wymagania ogólne

II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń:

2) wskazuje na związek właściwości różnorodnych substancji z ich zastosowaniami i ich wpływem na środowisko naturalne.

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:

• definiuje, czym jest cement;

• omawia właściwości fizykochemiczne cementu;

• przeprowadza doświadczenie na badanie właściwości fizykochemicznych cementu;

• wymienia zastosowanie cementu.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• metoda lekcji odwróconej;

• eksperyment chemiczny;

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca w grupach;

• praca indywidualna;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

• rzutnik multimedialny.

Przed lekcją:

Metoda lekcji odwróconej. Uczniowie zapoznają się z treściami zawartymi w e‑materiale dotyczącymi właściwości fizykochemicznych cementu - wypisują właściwości w zeszytach. Uczniowie również mają za zadanie obejrzenie filmu edukacyjnego nt. badania właściwości fizykochemicznych cementu i ułożenie pytań do filmu i zapisanie ich w zeszytach. Nauczyciel zainteresowanym uczniom podaje również uczniom link do zapoznania się z materiałem (patrz materiały pomocnicze).

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom przykładowe pytanie: Gdzie ma zastosowanie cement?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie podają na forum klasy właściwości fizykochemicznych cementu, zapisują je na tablicy.

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, które będą używane na lekcjach.

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie na forum zadają sobie nawzajem pytania i udzielają odpowiedzi, jakie w ramach zadania domowego mieli ułożyć do filmu nt. badania właściwości fizykochemicznych cementu.

2. Eksperyment uczniowski: „Badanie właściwości fizykochemicznych cementu”.  Uczniowie przeprowadzą badanie:

• wersja 1: właściwości próbek betonowych, wykonanych podczas zajęć “Jak produkuje się cement?” lub bloczków/płyt betonowych z marketu budowlanego;

• wersja 2: właściwości różnych materiałów budowlanych, np. beton, cegła, stal, drewno, styropian, aluminium.

3. Nauczyciel dzieli uczniów losowo na grupy – max cztery/pięć osób w grupie. Każda grupa otrzymuje zestaw materiałów do przeprowadzenia badań – wersja 1 lub wersja 2 (patrz materiały pomocnicze). Nauczyciel rozdaje karty pracy oraz odpowiednie szkło, sprzęt laboratoryjny, materiały do badania oraz odczynniki chemiczne celem przeprowadzenia eksperymentu. Nauczyciel monitoruje przebieg eksperymentu. Uczniowie swoje spostrzeżenia i wnioski zapisują w kartach pracy. Wybrani uczniowie z poszczególnych grup po wykonanej pracy prezentują efekty pracy grupowej.

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

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania: Jakie znasz rodzaje domieszek zmieniających właściwości fizykochemiczne cementu? Co to są spoiwa hydrauliczne? Jakie znasz zaczyny budowlane? Co to jest ciepło hydratacji?

2. Jako podsumowanie lekcji nauczyciel może wykorzystać zdania do uzupełnienia, które uczniowie również zamieszczają w swoim portfolio:

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co było dla mnie łatwe ...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Uczniowie mogą wykorzystać grafiki interaktywne przygotowując się do zajęć lub podczas lekcji powtórzeniowej.

Materiały pomocnicze:

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

• Jakie znasz rodzaje domieszek zmieniających właściwości fizykochemiczne cementu?

• Co to są spoiwa hydrauliczne?

• Jakie znasz zaczyny budowlane?

• Co to jest ciepło hydratacji?

2. Doświadczenie chemiczne „Badania właściwości fizykochemicznych cementu”.

I wersja: betonowe bloczki/płyty (dostępne w marketach budowlanych) lub materiały wykonane na zajęciach “Jak produkuje się cement?” (patrz instrukcja poniżej), kwas solny, woda, gwoździe, młotek, papier ścierny.

II wersja: betonowe bloczki lub płyty (dostępne w marketach budowlanych), drewniane deski, stal (np. płytki okuciowe), cegła, styropian, aluminium (płytka aluminiowa lub ostatecznie sprasowana puszka aluminiowa), kwas solny, woda, gwoździe, drut miedziany, papier ścierny, stoper/tablet lub telefon komórkowy z aplikacją stopera.

Instrukcja wykonania:

• Test nasiąkliwości: uczeń umieszcza kilka kropli wody na powierzchni badanego materiału i mierzy szybkość wsiąkania wody w próbkę. Aby dokładnie zmierzyć czas wsiąkania, można użyć stopera/aplikacji stoper. Wynik obserwacji uczeń zapisuje na karcie pracy.

• Odporność na działanie kwasu solnego: uczeń umieszcza kilka kropli kwasu solnego (4‑10% HCl) na powierzchni badanego materiału i określa czy zachodzi jakakolwiek reakcja – burzenie, odbarwienie itd. Wynik obserwacji uczeń zapisuje na karcie pracy.

• Twardość/odporność na uszkodzenia mechaniczne: odporność materiału na odkształcenie trwałe, wywołane wciskaniem w jego powierzchnię innego materiału o większej twardości. Im większa jest twardość, tym materiał jest trudniejszy w obróbce, a także odporniejszy na zarysowania powierzchni i zużycie pod wpływem działań mechanicznych. Do badania uczniowie używają odniesienia do Skali Mohsa.

• Podatność na odkształcenia/Sprężystość/Plastyczność/Kruchość: uczeń umieszcza próbkę materiału na podpórkach (np. małych drewnianych klockach lub kredkach) i obciąża ją. Obserwuje zachowanie materiału (brak reakcji, ugięcie, pęknięcie, złamanie, itd.).

• Test ścieralności: uczeń używa papieru ściernego (przy tego typu materiałach lepiej sprawdzi się gruboziarnisty papier ścierny) próbuje zarysować powierzchnię badanego obiektu. Obserwuje efekty ścierania i opisuje je w karcie pracy.

3. Przygotowanie betonu o różnych parametrach na lekcji: „Jak produkuje się cement?” – opis w załączeniu:

4. Film dotyczący produkcji cementu:

• https://www.youtube.com/watch?v=yETtatkn4Xs

5. Strony dotycząca badania właściwości materiałów:

• http://www.publikacje.edu.pl/pdf/12840.pdf

• https://chem.pg.edu.pl/documents/80575583/86984422/Seminarium%201%20-%20Minera%C5%82y%2C%20w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci_2019.pdf

6. Karty pracy ucznia: