Wstęp
Spiralny układ treści kształcenia pozwala na płynne łączenie ze sobą nowych treści z treściami znanymi uczniom z poprzedniego etapu edukacyjnego. W branżowej szkole I stopnia szczególnie ważne jest rozwijanie umiejętności naukowego myślenia, w tym dostrzegania związków i zależności przyczynowo-skutkowych, analizowania, uogólniania i wnioskowania. W związku z tym, że chemia jest przedmiotem eksperymentalnym, rozwijane są umiejętności związane z projektowaniem i przeprowadzaniem doświadczeń chemicznych. Interpretacja wyników doświadczenia i formułowanie wniosków na podstawie przeprowadzonych obserwacji ma służyć wykorzystaniu zdobytej wiedzy do identyfikowania i rozwiązywania problemów.
Cele kształcenia - wymagania ogólne
I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń:
1) pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno-komunikacyjnych;
2) odczytuje i interpretuje dane przedstawione za pomocą wykresów, tabel i schematów;
3) konstruuje wykresy, tabele i schematy na podstawie dostępnych informacji;
4) ocenia wiarygodność uzyskanych danych.
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń:
1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg prostych procesów chemicznych;
2) wskazuje na związek właściwości różnorodnych substancji z ich zastosowaniami i ich wpływem na środowisko naturalne;
3) respektuje podstawowe zasady ochrony środowiska;
4) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych;
5) stosuje poprawną terminologię chemiczną;
6) wykonuje proste obliczenia dotyczące praw chemicznych.
III. Opanowanie czynności praktycznych. Uczeń:
1) bezpiecznie posługuje się sprzętem laboratoryjnym i odczynnikami chemicznymi;
2) projektuje i przeprowadza doświadczenia chemiczne; rejestruje ich wyniki w różnej formie, formułuje obserwacje, wnioski oraz wyjaśnienia;
3) stawia hipotezy oraz proponuje sposoby ich weryfikacji;
4) przestrzega zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.
Treści nauczania - wymagania szczegółowe
I. Metale i niemetale. Uczeń:
1) opisuje budowę układu okresowego, wskazuje położenie (numer grupy i okresu) w układzie okresowym metali i niemetali; podaje liczbę atomową oraz masę atomową pierwiastka;
2) opisuje i przewiduje wpływ rodzaju wiązania na właściwości fizyczne substancji;
3) określa właściwości fizyczne metali (np. barwę, gęstość, temperaturę topnienia, przewodnictwo cieplne i elektryczne), wyjaśnia je na podstawie znajomości natury wiązania metalicznego oraz wymienia zastosowania wybranych metali (np. miedzi, cynku, żelaza);
4) opisuje właściwości fizyczne i chemiczne glinu; wyjaśnia, na czym polega pasywacja glinu i tłumaczy znaczenie tego zjawiska w zastosowaniu glinu w technice;
5) rozróżnia stopy metali, np. mosiądz, brąz, duraluminium, stal, żeliwo, stopy cyny (odlewniczy, lutowniczy); opisuje ich właściwości i zastosowania;
6) stosuje pojęcia: utleniacz, reduktor, utlenianie, redukcja; półogniwo, anoda, katoda, ogniwo galwaniczne, pisze i rysuje schemat ogniwa odwracalnego;
7) wyjaśnia przebieg korozji elektrochemicznej stali i żeliwa; wskazuje sposoby zapobiegania korozji;
8) wskazuje zastosowania współczesnych źródeł prądu stałego (np. akumulator, bateria, ogniwo paliwowe);
9) określa właściwości fizyczne (np. stan skupienia, barwa, gęstość, rozpuszczalność w wodzie) oraz zastosowania wybranych niemetali (np. wodoru, tlenu, azotu, chloru, jodu, gazów szlachetnych);
10) wyjaśnia pojęcie alotropii pierwiastków; opisuje właściwości fizyczne i zastosowania odmian alotropowych węgla i węgla.
II. Związki nieorganiczne i ich znaczenie. Uczeń:
1) na podstawie wzoru sumarycznego, opisu budowy lub właściwości fizykochemicznych klasyfikuje dany związek chemiczny do tlenków, wodorków, wodorotlenków, kwasów, soli;
2) na podstawie wzoru sumarycznego związku nieorganicznego pisze jego nazwę, na podstawie nazwy pisze jego wzór sumaryczny;
3) wnioskuje o charakterze chemicznym tlenku na podstawie wyników doświadczenia;
4) opisuje właściwości fizyczne i chemiczne wybranych tlenków (np. CaO, MgO, N2O, SO2, SO3, CO, CO2,) oraz ich zastosowania;
5) określa wybrane właściwości fizyczne i chemiczne oraz zastosowania wybranych wodorków (np. HCl, H2S, NH3);
6) przedstawia wybrane właściwości fizyczne i chemiczne wodorotlenków (np. NaOH, KOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2) oraz ich zastosowania; na podstawie tabeli rozpuszczalności wskazuje, które wodorotlenki są rozpuszczalne w wodzie;
7) przedstawia wybrane właściwości fizyczne i chemiczne kwasu: chlorowodorowego, siarkowego(VI), azotowego(V), fosforowego(V); wymienia zastosowania tych kwasów;
8) opisuje właściwości fizyczne wybranych soli (np. Na2SO4, MgSO4, NaCl, NaNO3) oraz ich zastosowania; na podstawie tabeli rozpuszczalności wskazuje na sole, które są trudno rozpuszczalne w wodzie;
9) przygotowuje roztwór nasycony w określonej temperaturze na podstawie danych uzyskanych z wykresu lub tabeli rozpuszczalności;
10) przygotowuje roztwór o określonym stężeniu procentowym.
III. Materiały pochodzenia mineralnego. Uczeń:
1) bada i opisuje właściwości SiO2; wymienia odmiany SiO2 występujące w przyrodzie i wskazuje ich zastosowania;
2) opisuje proces produkcji szkła; jego rodzaje, właściwości i zastosowania;
3) wymienia rodzaje skał wapiennych (wapień, marmur, kreda), opisuje ich właściwości i zastosowania; projektuje wykrycie skał wapiennych wśród innych skał i minerałów;
4) wymienia zastosowania skał gipsowych; wyjaśnia proces twardnienia zaprawy gipsowej.
IV. Chemia gleby. Uczeń:
1) klasyfikuje związki chemiczne na elektrolity i nieelektrolity na podstawie wyników doświadczeń;
2) bada pH wodnych roztworów związków chemicznych za pomocą wskaźników lub pehametru;
3) uzasadnia przyczynę kwasowego odczynu kwasów, zasadowego odczynu wodnych roztworów niektórych wodorotlenków (zasad) i amoniaku;
4) projektuje i przeprowadza badanie kwasowości gleby; opisuje wpływ pH gleby na wzrost wybranych roślin;
5) tłumaczy, na czym polegają sorpcyjne właściwości gleby; planuje i przeprowadza badanie właściwości sorpcyjnych gleby; opisuje znaczenie tego zjawiska;
6) podaje przykłady nawozów naturalnych i sztucznych, uzasadnia potrzebę ich stosowania;
7) wymienia źródła chemicznego zanieczyszczenia gleb oraz podstawowe rodzaje zanieczyszczeń;
8) tłumaczy konieczność eliminowania fosforanów(V) ze składu proszków do prania (proces eutrofizacji);
9) wymienia podstawowe rodzaje zanieczyszczeń powietrza, wody oraz ich źródła;
10) opisuje sposoby pozyskiwania wody pitnej;
11) proponuje sposoby ochrony środowiska naturalnego przed zanieczyszczeniem i degradacją.
V. Paliwa - obecnie i w przyszłości. Uczeń:
1) podaje nazwy systematyczne węglowodorów (alkanów, alkenów i alkinów - do 8 atomów węgla w cząsteczce) na podstawie wzorów strukturalnych lub półstrukturalnych (grupowych); rysuje wzory strukturalne, półstrukturalne (grupowe) węglowodorów na podstawie ich nazw;
2) określa tendencje zmian właściwości fizycznych (np. temperatura topnienia, temperatura wrzenia, rozpuszczalność w wodzie) w szeregach homologicznych węglowodorów; porównuje właściwości chemiczne węglowodorów należących do różnych szeregów homologicznych (np. reakcja spalania, substytucji, addycji, polimeryzacji);
3) przedstawia na wybranych przykładach właściwości fizyczne węglowodorów oraz ich zastosowania;
4) przedstawia na wybranych przykładach reakcje spalania węglowodorów oraz wskazuje na zagrożenia związane z gazami powstającymi w wyniku ich spalania;
5) podaje przykłady procesów egzoenergetycznych i endoenergetycznych; wskazuje znaczenie wybranych procesów egzoenergetycznych jako sposobów pozyskiwania energii;
6) wskazuje przykłady surowców mineralnych wykorzystywanych do uzyskiwania energii;
7) opisuje przebieg destylacji ropy naftowej i pirolizy węgla kamiennego; wymienia nazwy produktów tych procesów i ich zastosowania;
8) wyjaśnia pojęcie liczby oktanowej (LO) i podaje sposoby zwiększania LO benzyny; tłumaczy, na czym polega kraking oraz reforming, i uzasadnia konieczność prowadzenia tych procesów w przemyśle;
9) proponuje alternatywne źródła energii - analizuje możliwości ich zastosowań (np. biopaliwa, wodór, energia słoneczna, wodna, jądrowa, geotermalna);
10) analizuje wpływ różnorodnych sposobów uzyskiwania energii na stan środowiska przyrodniczego.
VI. Chemia środków czystości. Uczeń:
1) rozróżnia układy homogeniczne i heterogeniczne; wymienia różnice we właściwościach roztworów właściwych, koloidów i zawiesin;
2) opisuje sposoby rozdzielenia roztworów właściwych (ciał stałych w cieczach, cieczy w cieczach) na składniki;
3) projektuje i przeprowadza doświadczenie pozwalające rozdzielić mieszaninę niejednorodną (ciał stałych w cieczach) na składniki;
4) opisuje sposób tworzenia się emulsji, ich zastosowania; analizuje skład kosmetyków (na podstawie etykiety np. kremu, balsamu, pasty do zębów) i wyszukuje w dostępnych źródłach informacje na temat ich działania;
5) przedstawia budowę tłuszczów stałych i ciekłych (jako estrów glicerolu i długołańcuchowych kwasów tłuszczowych) oraz ich właściwości i zastosowania;
6) wyjaśnia, w jaki sposób z glicerydów otrzymuje się kwasy tłuszczowe lub mydła;
7) porównuje rozpuszczalność substancji w rozpuszczalnikach polarnych (np. woda) i niepolarnych (np. benzyna); wskazuje cząsteczki i fragmenty cząsteczek, które są polarne, oraz te, które są niepolarne;
8) wyjaśnia na czym polega proces usuwania brudu i bada wpływ twardości wody na powstawanie związków trudno rozpuszczalnych;
9) wskazuje na charakter chemiczny składników środków do mycia szkła, przetykania rur, czyszczenia metali i biżuterii w aspekcie zastosowań tych produktów; stosuje te środki, z uwzględnieniem zasad bezpieczeństwa; wyjaśnia, na czym polega proces usuwania zanieczyszczeń za pomocą tych środków.
VII. Chemia wspomaga nasze zdrowie. Chemia w kuchni. Uczeń:
1) na podstawie wzoru sumarycznego, półstrukturalnego (grupowego), opisu budowy lub właściwości fizykochemicznych klasyfikuje dany związek chemiczny do węglowodorów, związków jednofunkcyjnych (fluorowcopochodnych, alkoholi, aldehydów, kwasów karboksylowych, estrów), związków wielofunkcyjnych (aminokwasów, peptydów, białek, cukrów);
2) porównuje na wybranych przykładach właściwości fizyczne (np. stan skupienia, zapach, temperaturę wrzenia, rozpuszczalność w wodzie) jednofunkcyjnych pochodnych węglowodorów oraz ich zastosowania;
3) opisuje na wybranych przykładach właściwości fizyczne wielofunkcyjnych pochodnych węglowodorów oraz ich zastosowania;
4) tłumaczy, na czym mogą polegać i od czego zależeć lecznicze i toksyczne właściwości substancji chemicznych (dawka, rozpuszczalność w wodzie, rozdrobnienie, sposób przenikania do organizmu), np. leków, nikotyny, etanolu;
5) wyszukuje informacje na temat działania składników popularnych leków (np. węgla aktywowanego, aspiryny, środków neutralizujących nadmiar kwasów w żołądku);
6) wyszukuje informacje na temat składników napojów dnia codziennego (np. kawa, herbata, mleko, woda mineralna, napoje typu cola) w aspekcie ich działania na organizm ludzki;
7) opisuje procesy zachodzące podczas wyrabiania ciasta i pieczenia chleba, produkcji wina, otrzymywania kwaśnego mleka, jogurtów, serów;
8) przedstawia przebieg procesu utwardzania tłuszczów ciekłych;
9) wyjaśnia przyczyny psucia się żywności i proponuje sposoby zapobiegania temu procesowi; przedstawia znaczenie i konsekwencje stosowania dodatków do żywności w tym konserwantów.
VIII. Chemia opakowań i odzieży. Uczeń:
1) porównuje procesy polimeryzacji i polikondensacji; klasyfikuje tworzywa sztuczne w zależności od ich właściwości (termoplasty i duroplasty); określa ich zastosowania oraz wskazuje na zagrożenia związane z gazami powstającymi w wyniku spalania np. PVC;
2) klasyfikuje włókna na naturalne (białkowe i celulozowe), sztuczne i syntetyczne, wskazuje ich zastosowania; opisuje wady i zalety; uzasadnia potrzebę stosowania tych włókien;
3) projektuje doświadczenie pozwalające zidentyfikować włókna białkowe i celulozowe, sztuczne i syntetyczne;
4) podaje przykłady opakowań (celulozowych, szklanych, metalowych, z tworzyw sztucznych) stosowanych w życiu codziennym; opisuje ich wady i zalety;
5) uzasadnia potrzebę zagospodarowania odpadów pochodzących z różnych opakowań.
Warunki i sposób realizacji
Podstawa programowa chemii ma układ spiralny, a zagadnienia wprowadzone w szkole podstawowej są na tym etapie rozwijane i uzupełniane o nowe treści. Podczas realizacji podstawy programowej powinno się rozwijać szczególnie te umiejętności, które są zgodne ze specyfiką danej branżowej szkoły I stopnia i stanowią podbudowę do kształcenia zawodowego. Pozostawia się nauczycielowi możliwość realizacji wymagań szczegółowych podstawy programowej w dowolnej kolejności, tak aby zapewnić najlepszą korelację z przedmiotami zawodowymi.
Dobór wiadomości i umiejętności wskazuje na konieczność łączenia wiedzy teoretycznej, zawodowej z doświadczalną. Treści nauczania opracowano tak, aby uczniowie mogli sami obserwować i badać właściwości substancji i zjawiska oraz przeprowadzać doświadczenia chemiczne, interpretować ich wyniki i formułować uogólnienia. Istotne jest również samodzielne wykorzystywanie i przetwarzanie informacji oraz kształtowanie nawyków ich krytycznej oceny.
Istotną funkcję w nauczaniu chemii jako przedmiotu przyrodniczego pełni eksperyment chemiczny. Umożliwia on rozwijanie aktywności uczniów i kształtowanie samodzielności w działaniu. Dzięki samodzielnemu wykonywaniu doświadczeń lub ich aktywnej obserwacji, uczniowie poznają metody badawcze oraz sposoby opisu i prezentacji wyników.
Aby edukacja w zakresie chemii była możliwie najbardziej skuteczna, należy zajęcia prowadzić w niezbyt licznych grupach (podział na grupy) w salach wyposażonych w niezbędne sprzęty i odczynniki chemiczne. Nauczyciele mogą w doświadczeniach wykorzystywać substancje znane uczniom z życia codziennego (np. naturalne wskaźniki kwasowo-zasadowe, ocet, mąkę, cukier) oraz z przedmiotów zawodowych, pokazując w ten sposób obecność chemii w ich otoczeniu.
Zakres treści nauczania stwarza możliwości pracy metodą projektu edukacyjnego (szczególnie o charakterze badawczym związanym ściśle z profilem zawodowym danej szkoły), metodą eksperymentu chemicznego lub innymi metodami pobudzającymi aktywność poznawczą uczniów, co pozwoli im na pozyskiwanie i przetwarzanie informacji na różne sposoby i z różnych źródeł. Obserwowanie, wyciąganie wniosków, stawianie hipotez i ich weryfikacja mogą nauczyć uczniów krytycznego myślenia i łączenia wiedzy teoretycznej z praktyką zawodową. Może to pomóc w kształtowaniu właściwej postawy przyszłego pracownika, umiejącego weryfikować poprawność pozyskiwanych nowych informacji.
W pozyskiwaniu niezbędnych informacji, wykonywaniu obliczeń, interpretowaniu wyników, bardzo pomocnym narzędziem może okazać się komputer z celowo dobranym oprogramowaniem oraz dostępnymi w internecie zasobami cyfrowymi.
Minimalny zestaw doświadczeń do wykonania samodzielnie przez uczniów lub w formie pokazu nauczycielskiego:
1) badanie właściwości fizycznych substancji tworzących kryształy jonowe, kowalencyjne, molekularne i metaliczne;
2) badanie wpływu różnych czynników: stężenia albo ciśnienia substratów, temperatury, obecności katalizatora i stopnia rozdrobnienia substratów, na szybkość reakcji;
3) badanie efektu energetycznego reakcji chemicznej;
4) sporządzanie roztworów o określonym stężeniu procentowym;
5) rozdzielanie mieszaniny niejednorodnej i jednorodnej na składniki;
6) badanie odczynu oraz pH wodnych roztworów: kwasów, wodorotlenków i soli, gleby i środków spożywczych i myjąco-czyszczących;
7) badanie charakteru chemicznego wybranych tlenków, wodorotlenków, kwasów i soli;
8) otrzymywanie kwasów, wodorotlenków i soli różnymi metodami;
9) badanie aktywności chemicznej metali;
10) badanie właściwości metali (reakcje z tlenem, wodą, kwasami);
11) budowa i pomiar napięcia ogniwa galwanicznego;
12) obserwowanie korozji metali, badanie czynników wpływających na proces korozji;
13) odróżnianie skał wapiennych od innych skał i minerałów;
14) badanie reaktywności węglowodorów nasyconych i nienasyconych ze zwróceniem uwagi na różnice w ich właściwościach, np. spalanie, zachowanie wobec chlorowca, wodnego roztworu manganianu(VII) potasu;
15) badanie właściwości fizycznych i chemicznych wybranych pochodnych węglowodorów;
16) porównywanie mocy kwasów karboksylowych i nieorganicznych;
17) otrzymywanie mydeł;
18) identyfikacja tworzyw sztucznych; badanie i rozróżnianie włókien roślinnych, zwierzęcych i włókien chemicznych.