Autor: Gabriela Iwińska

Temat: Badanie właściwości amfoterycznych aminokwasów

Grupa docelowa:

Szkoła ponadpodstawowa, liceum ogólnokształcące, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

XVIII. Związki organiczne zawierające azot. Uczeń:

12) projektuje i przeprowadza doświadczenie, którego wynik potwierdzi amfoteryczny charakter aminokwasów; opisuje właściwości kwasowo‑zasadowe aminokwasów oraz mechanizm powstawania jonów obojnaczych.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii;

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji.

Cele operacyjne

Uczeń:

• analizuje właściwości amfoteryczne aminokwasów;

• pisze rówania reakcji aminokwasów z kwasami i zasadami;

• projektuje i przeprowadza doświadczenie, którego wynik potwierdzi amfoteryczny charakter aminokwasów.

Strategie nauczania:

• strategia asocjacyjna;

• strategia problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• analiza materiału źródłowego oraz ćwiczenia uczniowskie;

• dyskusja;

• technika zdań podsumowujących;

• eksperyment chemiczny;

• grafika interaktywna;

• burza mózgów.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom pytania, zaciekawiając tematem. Przykładowe pytania: Co wiecie o aminokwasach? Jak są zbudowane? Czym się charakteryzują?

2. Nauczyciel prezentuje temat „Badanie właściwości amfoterycznych aminokwasów” oraz cele zajęć, omawiając lub ustalając je razem z uczniami.

3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół właściwości amfoterycznych aminokwasów.

4. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcjach.

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel zadaje pytanie: Co to znaczy, że aminokwasy mają charakter amfoteryczny?. Uczniowie starają się odpowiedzieć, nie zaglądając jeszcze do e‑materiału. W razie braku pomysłów, nauczyciel od razu odsyła uczniów do sekcji „Przeczytaj”.

2. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na grupy. Rozdaje uczniom arkusze papieru A4, mazaki. Ich zadaniem będzie zaprojektowanie eksperymentu, wykazującego amfoteryczne właściwości aminokwasów. Po wyznaczonym czasie, uczniowie na forum podają swoje propozycje, a pozostali uczniowie i nauczyciel weryfikują poprawność merytoryczną wypowiedzi.

3. Eksperyment chemiczny – „Badanie amfoterycznych właściwości glicyny”. Uczniowie wybierają spośród przygotowanych przez nauczyciela na stole laboratoryjnym odpowiednie szkło i sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne, biorą przygotowane karty pracy. Wykonują kolejno czynności podane w instrukcji (patrz materiały pomocnicze). Samodzielnie formułują pytanie badawcze i hipotezę, obserwują zmiany podczas eksperymentu, zapisują równanie reakcji chemicznej, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Na forum całej klasy następuje weryfikacja pod względem merytorycznym zaprezentowanych przez chętne osoby efektów pracy. Równanie reakcji chemicznej uczeń zapisuje na tablicy, aby sprawdzić poprawność zapisu. Nauczyciel wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

4. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej przykłady, na podstawie których uczniowie mają potwierdzić stwierdzenie, że aminokwasy w roztworach wodnych (w zakresie pH od 4 do 9), zgodnie z teorią Bronsteda‑Lowry'ego, mogą zachowywać się jak kwas (donor protonu) bądź jak zasada (akceptor protonu). Analiza odbywa się na forum całej klasy. Prowadzący czuwa nad poprawnością dedukcji.

5. Uczniowie samodzielnie analizują grafikę interaktywną, która przedstawia propozycję doświadczenia, pozwalającego na potwierdzenie charakteru amfoterycznego alaniny.

6. Uczniowie, w ramach sprawdzenia wiedzy, wykonują ćwiczenia załączone do medium. Chętne osoby przedstawiają wyniki na forum klasy.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów, zadając przykładowe pytania: Co oznacza „amfoteryczność” w odniesieniu do aminokwasów? Do czego prowadzi reakcja aminokwasów z kwasami? Co otrzymamy po reakcji aminokwasów z wodorotlenkami? Co to jest tyrozyna?

2. Uczniowie podsumowują zdobyte wiadomości, rzucając czerwoną kostką SUS – „podsumowanie”, odczytują pytanie i udzielają odpowiedzi.

Praca domowa:

1. Uczniowie wykonują ćwiczenia interaktywne, których nie rozwiązali na zajęciach.

Materiały pomocnicze:

1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach): Co oznacza ,,amfoteryczność'' w odniesieniu do aminokwasów? Do czego prowadzi reakcja aminokwasów z kwasami? Co otrzymamy po reakcji aminokwasów z wodorotlenkami? Co to jest tyrozyna?

2. Arkusze A4, mazaki.

3. Doświadczenie chemiczne „Badanie amfoterycznych właściwości glicyny”.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: kolb stożkowe, pipety, zlewki

Odczynniki chemiczne: woda destylowana, oranż metylowy, fenoloftaleina, krystaliczna glicyna, roztwór HCl, zasada sodowa

Instrukcja wykonania:

• W dwóch kolbach stożkowych umieść po kilka ml wody destylowanej.

• Do jednej koby dodaj oranżu metylowego, a do drugiej fenoloftaleiny.

• Do kolby z oranżem metylowym dodaj kilka kropli roztworu kwasu solnego, a do kolby z fenoloftaleiną dodaj kilka kropli zasady sodowej.

• Do obu kolb dodaj krystalicznej glicyny i wymieszaj kulistymi ruchami zawartość kolb.

• Obserwuj zmiany.

4. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

5. Karta pracy ucznia:

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Multimedium może być wykorzystane przez ucznia w fazie przygotowywania się do lekcji lub pracy kontrolnej.