Scenariusz zajęć

Autor: Aleksandra Marszałek‑Harych, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Alotropia tlenu

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy:

III. Wiązania chemiczne. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Uczeń:

7) wyjaśnia pojęcie alotropii pierwiastków; na podstawie znajomości budowy diamentu, grafitu, grafenu i fullerenów tłumaczy ich właściwości i zastosowania.

Zakres rozszerzony

III. Wiązania chemiczne. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Uczeń:

9) wyjaśnia pojęcie alotropii pierwiastków; na podstawie znajomości budowy diamentu, grafitu, grafenu i fullerenów tłumaczy ich właściwości i zastosowania.

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:

• wyjaśni pojęcie alotropii, warstwy ozonowej, dziury ozonowej, freonów, halonów, diamagnetyzmu i paramagnetyzmu;

• wymieni wszystkie odmiany alotropowe tlenu;

• rozróżni odmiany alotropowe tlenu;

• analizuje podobieństwa i różnice odmian alotropowych tlenu;

• analizuje zastosowania odmian alotropowych tlenu.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• badawcza.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• eksperyment;

• technika zdań podsumowujących

• dyskusja dydaktyczna

• mapa pojęć

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami i dostępem do Internetu;

• słuchawki;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica;

• pisak/kreda.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zainteresowanie i dyskusja. Nauczyciel w oparciu o wprowadzenie do e‑materiału wzbudza ciekawość uczniów i tym samym rozpoczyna dyskusję. np.: jaki jest skład powietrza? Jaki pierwiastek pozwala organizmom żywym oddychać? Dlaczego obecność ozonu w atmosferze jest taka istotna?

2. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat lekcji i wraz z uczniami ustala cele.

3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół alotropii tlenu.

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

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie wspólnie przypominają sobie położenie tlenu w układzie okresowym, budowę atomu oraz jego właściwości.

2. Nauczyciel rozdaje uczniom modele kulkowe do budowy struktur chemicznych, w oparciu o które tworzą w parach modele wszystkich odmian alotropowych tlenu. Nauczyciel weryfikuje poprawność wykonania zadania.

3. Uczniowie, na podstawie dostępnych źródeł oraz treści zawartych w e‑materiale, przygotowują tabelę wyszczególniającą właściwości fizyczne i chemiczne wszystkich odmian alotropowych tlenu. Chętni lub wskazani uczniowie odczytują swoje notatki. Nauczyciel monitoruje prezentowane wiadomości i w razie konieczności wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

4. Nauczyciel dzieli uczniów na dwie grupy zadaniowe. Uczestnicy zajęć pracują w parach. Jedna grupa analizuje materiał w dostępnych źródłach informacji na temat zjawiska dziury ozonowej, a druga grupa - zjawisko diamagnetyzmu i paramagnetyzmu. Następnie chętni lub wskazani uczniowie omawiają pojęcia na forum klasy: warstwa ozonowa, dziura ozonowa, freony, halony, diamagnetyzm i paramagnetyzm. Nauczyciel weryfikuje poprawność proponowanych przez uczniów wyjaśnień i ewentualnie wyjaśnia kwestie sprawiające trudność w rozumieniu.

5. Eksperyment - pokaz uczniowski. Uczeń asystent przeprowadza doświadczenie nr 1 – opis w materiałach pomocniczych. Nauczyciel rozdaje uczniom karty pracy.  Uczniowie formułują pytanie badawcze, hipotezę, zapisują obserwacje i wnioski w kartach pracy.

6. Praca metodą mapy pojęć. Nauczyciel zapisuje w generatorze wybranej platformy na tablicy multimedialnej lub na tablicy do zapisu hasło „alotropia tlenu”. Chętni lub wskazani uczniowie po kolei podają znane im odmiany alotropowe tlenu, mogą dokonać ich charakterystyki pod kątem właściwości, zastosowania. Wyznaczony moderator zapisuje je na tablicy, tworząc mapę pojęć. Po zapisaniu propozycji uczniowie samodzielnie ją weryfikują i konfrontują z mapą pt. ,,Alotropia tlenu'' zaproponowaną w e‑materiale i uzupełniają mapę o ważne kwestie dotychczas nie uwzględnione oraz wykonują ćwiczenie zawarte w medium bazowym. Następnie uczniowie przepisują mapę pojęć do swoich zeszytów przedmiotowych.

7. Nauczyciel dzieli wszystkich uczniów na trzy grupy zadaniowe (ditlen, ozon, tetratlen), rozdaje arkusze papieru i mazaki. Uczniowie analizują materiał zawarty w dostępnych źródłach informacji, w tym e‑materiał, i wypisują zastosowania odmian alotropowych tlenu.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie na planszy z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‑10% zaznaczają cenkami w jakim stopniu opanowali zagadnienia wynikające z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. W przypadku, gdy bateria nie jest naładowana w 100%, zastanawiają się w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy?

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

• Przypomniałem sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Nauczyciel prosi uczniów o wykonanie ćwiczeń zawartych w e‑materiale.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Materiały pomocnicze:

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

• Jakie są odmiany alotropowe tlenu?

• Na czym polega istota niszczenia cząstki ozonu przez freon?

• zestaw do budowy modeli struktur chemicznych.

2. Doświadczenie nr 1 – Badanie właściwości paramagnetycznych skroplonego tlenu.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: trójnóg, miedziany radiator, sztabkowy magnes, szczypce metalowe lub penseta, łapa drewniana do probówek, statyw do probówek, probówka, kamienne naczynko.

Odczynniki chemiczne: ciekły azot.

Instrukcja:

• W trójnogu umieszczamy miedziany radiator, a pod nim probówkę w statywie tak, by wierzchołek radiatora miedzianego był umieszczony nad wlotem probówki.

• Do radiatora wlewamy ciekły azot.

• Z powietrza na zewnętrznej stronie radiatora skrapla się tlen, który spływa do probówki.

• Tlen z probówki wlewamy do kamiennego naczynka i przykładamy w pobliżu kropli tlenu sztabkę magnesu.

• Obserwujemy, co się dzieje i jak to zjawisko należy wytłumaczyć.

3. Zdjęcia przedstawiające sprzęt laboratoryjny oraz schemat doświadczenia:

4. Karta pracy ucznia: