Dla nauczyciela
Scenariusz zajęć
Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak
Temat: Co kryje się pod skrótowcami HPLC i GC?
Grupa docelowa: III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony; uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie rozszerzonym
Podstawa programowa:
Zakres rozszerzony
V. Roztwory. Uczeń:
4) opisuje sposoby rozdzielenia roztworów właściwych (ciał stałych w cieczach, cieczy w cieczach) na składniki (m.in. ekstrakcja, chromatografia, elektroforeza).
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, samokontrola podczas nauki.
Cele operacyjne
Uczeń:
analizuje sposób rozdziału mieszanin oraz zastosowania chromatografii GC oraz HPLC;
interpretuje informacje uzyskiwane z pomiarów chromatograficznych;
rozróżni elucję izokratyczną od elucji gradientowej;
zastosuje dane pomiarowe do wyznaczenia podstawowych parametrów chromatograficznych.
Strategie nauczania:
asocjacyjna.
Metody i techniki nauczania:
metoda odwróconej klasy;
pogadanka;
dyskusja dydaktyczna;
analiza tekstu źródłowego;
ćwiczenia uczniowskie;
technika gadająca ściana;
technika zdań podsumowujących;
film edukacyjny.
Formy pracy:
praca zbiorowa;
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, mazak.
Przed lekcją:
Przed lekcją – uczniowie pracują samodzielnie w domu (według wcześniejszych instrukcji nauczyciela) – metoda lekcji odwróconej.
Uczniowie analizują dostępne źródła informacji, w tym e‑materiał i poszukają odpowiedzi na pytanie „W jaki sposób rozdzielić ekstrakt z liści na składniki?”.
Uczniowie w medium bazowym e -materiału oglądają film edukacyjny na temat metody GC oraz HPLC – „Co kryje się pod skrótowcami HPLC i GC”.
Uczniowie w parach, na podstawie dostępnych źródeł, w tym treści e‑materiału, przygotowują projekt eksperymentu przedstawiającego metodę rozdziału na składniki ekstraktu z liści Ginkgo bilobae, uwzględniając sprzęt i odczynniki, metody badawcze, schemat doświadczenia, obserwacje i wnioski.
Przebieg zajęć
Faza wstępna:
Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują w portfolio.
Faza realizacyjna:
Chętni uczniowie przedstawiają pracę domową. Zapisują propozycje metod rozdziału na tablicy interaktywnej, po czym dyskutują, czy zapisana metoda jest możliwa do wykonania i jaka jest jej dokładność. Uczniowie wraz z nauczycielem formułują wnioski dotyczące możliwości rozdziału ekstraktu z liści. Nauczyciel prosi o samoocenę uczniów dotyczącą wykonanego zadania.
Pogadanka na temat znanych metod chromatograficznych. Nauczyciel wraz z uczniami, na podstawie zgromadzonych propozycji rozdziału, tworzą mapę myśli odnoszącą się do metod chromatograficznych.
Na podstawie utworzonej mapy myśli i porównania projektów eksperymentów uczniowie w parach definiują pojęcia: faza stacjonarna, faza ruchoma, chromatograf, chromatogram, czas retencji. Chętni uczniowie podają definicje na forum klasy. Nauczyciel weryfikuje poprawność merytoryczną wypowiedzi uczniów.
Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenia w e‑materiale – sprawdź się. Po każdym wykonanym ćwiczeniu chętni lub wskazani uczniowie udzielają odpowiedzi do poszczególnych zadań. Nauczyciel weryfikuje poprawność odpowiedzi i ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.
Faza podsumowująca:
Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów, wykorzystując pytania z e‑materiału, np. polecenia do multimedium. Pyta:
Wg jakich kryteriów można dokonać podziału metod chromatograficznych?
Co to jest czas retencji?
Jakie informacje można uzyskać z chromatogramu?
Jak można rozróżnić elucję izokratyczną od elucji gradientowej?
Jako podsumowanie lekcji nauczyciel może wykorzystać zdania do uzupełnienia, które uczniowie również zamieszczają w swoim portfolio:
Co było dla mnie łatwe...
Czego się nauczyłam/łem...
Co sprawiało mi trudność...
Przypomniałem/łam sobie, że ...
Praca domowa:
Polecenie: Przeanalizuj wady i zalety stosowania metod HPLC i GC w nauce i przemyśle. 2. Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia zawarte w e‑materiale - sprawdź się.
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium: film edukacyjny może być wykorzystany przez uczniów przygotowywania pracy domowej oraz wykonywania ćwiczeń w części „sprawdź się”.
Materiały pomocnicze:
1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):
Wg jakich kryteriów można dokonać podziału metod chromatograficznych?
Co to jest czas retencji?
Jakie informacje można uzyskać z chromatogramu?
Jak można rozróżnić elucję izokratyczną od elucji gradientowej?
Przykładowa literatura dla uczniów:
W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1996.
J. Minczewski, Z. Marczewski, Chemia analityczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1986, t. 3.
G. W. Ewing, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1980.
Z. Witkiewicz, Podstawy chromatografii, WNT, Warszawa 1995, 2005.
J. K. Piotrowski, Podstawy toksykologii, WNT, Warszawa 2006.