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.

1. Uczniowie analizują dostępne źródła informacji, w tym e‑materiał i poszukają odpowiedzi na pytanie „W jaki sposób rozdzielić ekstrakt z liści na składniki?”.

2. Uczniowie w medium bazowym e -materiału oglądają film edukacyjny na temat metody GC oraz HPLC – „Co kryje się pod skrótowcami HPLC i GC”.

3. 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:

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

Faza realizacyjna:

1. 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.

2. Pogadanka na temat znanych metod chromatograficznych. Nauczyciel wraz z uczniami, na podstawie zgromadzonych propozycji rozdziału, tworzą mapę myśli odnoszącą się do metod chromatograficznych.

3. 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.

4. 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:

1. 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?

2. 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:

1. 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?

2. 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.