PROFILES učno gradivo, navodila za učitelje
Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Ali nam je domača kuhinja lahko v pomoč, ko nas piči osa? Osje želo in njen strup (Vir: Wikipedia) Osa (Vir: Wikipedia) Modul za poučevanje Kemije v 9. razredu osnovne šole, kisline. Povzetek Učni modul PROFILES »Ali nam je domača kuhinja lahko v pomoč, ko nas piči osa?« obravnava kisline. Učenci s pomočjo modula, z učenjem z raziskovanjem, spoznajo kisline, pH vrednost in pH lestvico, indikatorje in njihovo uporabo ter nevtralizacijo in primere nevtralizacije iz vsakdanjega življenja. Pri eksperimentalnem delu učenci tudi načrtujejo in izvajajo eksperimente. Učenje z raziskovanjem poteka v skupinah, kar učencem omogoča, da krepijo sodelovalne veščine. Na koncu učnega modula učenci lahko rešijo problem, ki je bil predstavljen v socio-naravoslovnem kontekstu in svojo odločitev tudi argumentirajo. Modul vključuje 1. Navodila za učence Podroben opis scenarija ter učne vsebine in nalog, ki jih morajo učenci rešiti. 2. Navodila za učitelja Predlogi, kako poučevati z učnim modulom. 3. Način preverjanja in ocenjevanja znanja Predlogi strategij in kriterijev ocenjevanja. 4. Učiteljevi zapiski Podane dodatne informacije o učni vsebini in rešitve nalog v navodilih za učence. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 1 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Zahvala Modul je pripravila Alisa Delić (konzulent: dr. Iztok Devetak) po priporočilih EC FP7 PROFILES projekta na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana. Spletna stran projekta je http://www2.pef.unilj.si/kemija/projekti.php; e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si; UL-PROFILES projektna skupina (2011) v okviru Konzorcijuma - www.profiles-projects.eu. Učni cilji/kompetence povezani z vsebino modula; Učenci: 1. poznajo definicijo kislin; 2. znajo našteti osnovne kisline in jih opisati oz. pojasniti njihovo makro, submikro in simbolno raven; 3. razumejo, da so v vodnih raztopinah oksonijevi ioni nosilci kislih lastnosti; 4. uporabljajo pH-lestvico kot merilo za oceno kislosti in bazičnosti raztopin; 5. poznajo različne indikatorje; 6. z uporabo indikatorjev razlikujejo med kislimi, bazičnimi in nevtralnimi snovmi; 7. spoznajo reakcijo nevtralizacije; 8. uporabljajo raziskovalni pristop in laboratorijsko delo; 9. krepijo veščine sodelovalnega učenja in timskega dela; 10. krepijo sposobnost odločanja in argumentacije odločitev. Vsebina učnega načrta: (1) kisline v okolju; (2) indikatorji; (3) opredelitev kislin: kemijske formule osnovnih kislin; (4) pH-lestvica; (5) nevtralizacija, soli; (6) uporaba in vpliv kislin, baz in soli v življenju in okolju. Metode in oblike dela: - metode: besedne metode (ustna razlaga, pogovor, delo z besedilom, metoda pisanja); demonstracijske metode (risanje); eksperimentalne metode; metode izkustvenega učenja (samorefleksija, reševanje problemov, poučevanje s primeri, učenje z računalnikom); - oblike (frontalna, individualna, skupinsko delo); - didaktični sistemi (timski pouk). Predviden čas: 5 šolskih ur (45 min) Predznanje: Učenci naj bi že: (1) znali uporabljati eksperimentalno-raziskovalni pristop ter laboratorijske spretnosti in tehnike; (2) znali povezovati vse tri ravni (makroskopsko, submikroskopsko in simbolno) kemijskih pojmov; (3) razumeli povezovanje delcev; (4) razumeli kemijske reakcije. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 2 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Aktivnosti učencev Ali nam je domača kuhinja lahko v pomoč, ko nas piči osa? Ime in priimek: __________________________ Skupina: ____ Razred: ___ Zakaj se to učim? Osje želo in njen strup (Vir: Wikipedia) Osa (Vir: Wikipedia) Vsi se običajno vselimo poletja in s tem lepega vremena, ki nam omogoča, da čas preživljamo zunaj. Hitro pa se lahko zgodi, da nam prijeten poletni dan pokvari nadležno brenčanje ali celo pik ose. Ali te je že kdaj pičila osa? Jan je doživel to neprijetno izkušnjo, ko je bil na rojstnodnevnem pikniku svojega prijatelja. Okoli njegove glave je brenčala osa in Jan jo je želel odgnati. S tem je povzročil, da ga je pičila. Jana je na mestu pika močno peklo, srbelo in bolelo. Pojavila se je tudi oteklina. Nihče mu ni znal pomagati, zato mu ni preostalo nič drugega kot da je potrpel in počakal, da je vse skupaj minilo. Ali bi ti znal pomagati Janu? Ko je Jan to zgodbo pripovedoval svoji babici, mu je povedala, da bi si moral mesto, kjer ga je pičila osa namazati z nečim kar najdemo v vsaki domači kuhinji. S tem pa bi Jan lahko tudi prihrani, saj mu ne bilo treba kupovati dragih zdravil v lekarni. Ali te zanima kaj iz domače kuhinje ti lahko pomaga, ko te piči osa? Če želiš biti ob naslednjem piku ose bolj pripravljen, nadaljuj z branjem. Ugotovil boš, kako ti znanje kemije lahko pomaga omiliti osji pik. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 3 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem (2) Učni cilji: (1) poznajo definicijo kislin; (2) znati našteti osnovne kisline in jih opisati oz. pojasniti njihovo makro, submikro in simbolno raven; (3) razumeti, da so v vodnih raztopinah oksonijevi ioni nosilci kislih lastnosti; (4) uporabljati pH-lestvico kot merilo za oceno kislosti in bazičnosti raztopin; (5) poznati različne indikatorje; (6) z uporabo indikatorjev razlikovati med kislimi, bazičnimi in nevtralnimi snovmi; (7) spoznati reakcijo nevtralizacije; (8) uporabljati raziskovalni pristop in laboratorijsko delo; (9) krepiti veščine sodelovalnega učenja in timskega dela; (10) krepiti sposobnost odločanja in argumentacije odločitev. (3) Učni dosežki: (1) razumevanje novih pojmov; (2) sposobnost učenja z raziskovanjem; (3) sposobnost argumentacije in odločanja. (4) Predznanje: (1) znati uporabljati eksperimentalno-raziskovalni pristop ter laboratorijske spretnosti in tehnike; (2) znati povezovati vse tri ravni (makroskopsko, submikroskopsko in simbolno) kemijskih pojmov; (3) razumeti povezovanje delcev; (4) razumeti kemijske reakcije. (5) Viri: Učbeniki in splet, ki so na voljo. (6) Novi pojmi: (1) kisline; (2) pH-vrednost; (3) pH-lestvica; (4) indikatorji; (5) nevtralizacija. Naloge učencev Pred vami so naloge, ki jih morate v skupini rešiti. Pri reševanju si pomagajte s spletom in literaturo, ki vam je na voljo. Odgovore in rezultate bomo tudi preverili, zato bodite pripravljeni na poročanje. I. DEL 1. Najprej naj vsak sam prebere besedilo v sivem okvirju, nato se v skupini pogovorite o tem, kar ste prebrali. S skupino delite svoja razmišljanja in vprašanja, ki so se vam ob branju porajala. 2. V skupini poskušajte odgovoriti na naslednja vprašanja: - Katere žuželke, poleg ose, nas lahko še pičijo? ______________________________________________________________________ - Kaj naredite, ko vas piči žuželka? Kaj naredite, ko vas piči osa? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ - Ali si pomagate s čim iz domače kuhinje, ko vas piči osa? ______________________________________________________________________ - Če uporabite kaj iz domače kuhinje, kaj je to in zakaj uporabite ravno to? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 3. Na podlagi vašega pogovora poskušajte določiti enega ali več prehranskih izdelkov, za katere mislite, da bi vam pomagali omiliti osji pik. Odgovor poskušajte utemeljiti. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 4 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem II. DEL Če želite dobiti odgovore na vprašanja, ki so se vam porajala in izvedeti ali nam je domača kuhinja lahko v pomoč, ko nas piči osa, potem v skupini raziščite teme, ki sledijo, in odgovorite na vprašanja. Kaj so kisline? S kislinami se v vsakdanjem življenju pogosto srečujemo. Prisotne so v različnih živilih, človeškem telesu, izločajo jih živali itd. Spodaj so zapisana imena nekaterih kislin, njihove formule in slike modelov molekul teh kislin oziroma snovi, ki z vodo dajejo kisle raztopine. Ime kisline Formula kisline Klorovodikova kislina HCl(aq) Žveplova kislina H2SO4(aq) Metanojska kislina HCOOH(aq) Etanojska kislina CH3COOH(aq) Model molekule Binarne kisline nastanejo tako, da v vodo uvajamo nekatere pline, oksokisline pa nastanejo pri raztapljanju in reakciji nekovinskih oksidov z vodo. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 5 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Klorovodikova kislina HCl(aq) Ko vodikov klorid (HCl(g)) uvajamo v vodo, se ta v njej raztopi. Molekule vodikovega klorida reagirajo z molekulami vode. Pri tem molekula vodikovega klorida odda vodikov ion oz. proton H+, ki ga sprejme molekula vode. Tako od molekule vodikovega klorida ostane kloridni ion Cl−, molekula vode pa se spremeni v oksonijev ion H3O+. + molekula vodikovega klorida HCl(aq) molekula vode + H2O(l) + oksonijev ion H3O+(aq) kloridni ion + Cl−(aq) Klorovodikova kislina (HCl(aq)) Kisline so snovi, ki v vodni raztopini oddajo vodikove ione ali protone H + vodi. Pri tem nastanejo oksonijevi ioni H3O+. Oksonijevi ioni so nosilci kislih lastnosti vodnih raztopin. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 6 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Kaj je pH vrednost? pH vrednost je številka, ki nam pove, ali je neka snov kisla, nevtralna ali bazična. pH lestvica je sestavljena iz pH vrednosti, ki so lahko od 0 do 14. Snovi, ki imajo pH vrednost 7 so nevtralne, snovi, ki imajo pH vrednost pod 7 so kisle in snovi, ki imajo pH nad 7 so bazične. Kisline imajo pH vrednost pod 7. Čim manjša kot je ta vrednost, tem bolj je snov kisla. Večje kot je število oksonijevih ionov oz. večja kot je koncentracija, bolj je neka raztopina kisla. pH vrednost nam torej pove, kakšna je količina oksonijevih ionov v raztopini. Kaj so indikatorji? Kislinsko-bazni indikatorji nam pokažejo kislost oziroma bazičnost preiskovane raztopine. Kislinsko-bazni indikatorji so barvila, ki se značilno obarvajo v kisli, nevtralni ali bazični raztopini. Poznamo naravne indikatorje (antociani), lakmus, fenolftalein, metiloranž idr. Za precej natančno določitev pH vrednosti lahko uporabimo univerzalne indikatorske papirčke in elektronske pH metre. Univerzalni indikatorski papirčki Barvna lestvica univerzalnega indikatorja Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 7 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem A. Raziščite, katere snovi, ki jih najdemo doma so kisle 1. Katere snovi, ki jih najdemo doma so po vašem mnenju kisle? 2. Katere snovi, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju, so kisle? Načrtujte in izvedite eksperiment, s katerim boste to ugotovili. Pri eksperimentu uporabite univerzalni indikator. Pri načrtovanju si pomagajte z naslednjimi vprašanji: kaj raziskujete, kakšen pribor in kemikalije potrebujete, kakšna je vaša naloga, kako poteka delo, kaj ste pri eksperimentu opazili in kaj ugotovili. 3. Kako si sledijo preiskovane raztopine snovi glede na njihov pH (od najnižjega do najvišjega)? Katere raztopine snovi so kisle in katere bazične? Pri nalogi si pomagajte z barvno lestvico univerzalnega indikatorja. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 8 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem B. Preizkusite doma pripravljen indikator 1. Iz česa lahko doma pripravimo indikator? ______________________________________________________________________ 2. Kako pripravimo naravni indikator? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 3. Katere snovi, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju, so kisle? Načrtujte in izvedite eksperiment, kjer boste uporabili naravni indikator, ki ga boste sami pripravili. Naravni indikator pripravite tako, da bo v obliki indikatorskih lističev (pomagajte si s filtrirnim papirjem). Pri načrtovanju eksperimenta si pomagajte z naslednjimi vprašanji: kaj raziskujete, kakšen pribor in kemikalije potrebujete, kakšna je vaša naloga, kako poteka delo, kaj ste pri eksperimentu opazili in kaj ugotovili. 4. Ali so rezultati do katerih ste prišli s pomočjo naravnega indikatorja enaki tistim, ki ste jih dobili z uporabo univerzalnega indikatorja? ______________________________________________________________________ Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 9 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Kaj je nevtralizacija? Nevtralizacija je reakcija med kislino in bazo pri kateri nastaneta sol in voda. Soli so ionsko zgrajene spojine. Pri nevtralizaciji pravzaprav poteče kemijska reakcija med oksonijevimi ioni kislin in hidroksidnimi ioni baz. Pri tem nastane voda. + oksonijev ion H3O+(aq) hidroksidni ion + OH−(aq) 2 molekuli vode 2H2O(l) Natrijev klorid NaCl(s) Kuhinjska sol Slika modela kristala natrijevega klorida Natrijev klorid NaCl(s) je produkt reakcije nevtralizacije. Več o tem boš izvedel v nadaljevanju. C. Raziščite, s čim lahko omilimo osji pik 1. Kaj je nevtralizacija? ______________________________________________________________________ 2. Kaj vsebuje osje želo? Bazo ali kislino? ______________________________________________________________________ 3. S čim lahko omilimo osji pik? Odgovor utemeljite. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 10 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem 4. Izvedite kemijsko reakcijo nevtralizacije. Izpolnite delovni list, ki sledi. RAZISKOVALNO VPRAŠANJE: ___________________________________________________________________ PRIBOR IN KEMIKALIJE: - tri 150 mL čaše - merilni valj - steklena palčka - pinceta - rdeč in moder lakmusov papir - 50 mL raztopine klorovodikove kisline HCl(aq) - 50 mL raztopine natrijevega hidroksida NaOH(aq) NALOGA: Izvedite kemijsko reakcijo nevtralizacije med natrijevim hidroksidom in klorovodikovo kislino. POTEK DELA: 1. V prvo čašo nalijemo 50 mL vodne raztopine klorovodikove kisline in vanjo s pinceto pomočimo moder lakmusov papir. 2. V drugo čašo nalijemo 50 mL vodne raztopine natrijevega hidroksida in vanjo s pinceto pomočimo rdeč lakmusov papir. 3. Vsebini obeh čaš zmešamo in z modrim ali rdečim lakmusovim papirjem preverimo kislost oziroma bazičnost nastale raztopine. OPAŽANJA IN SKLEPI: Opažanja Sklepi 5. S pomočjo katerih dveh prehranskih izdelkov bi lahko doma izvedeli reakcijo nevtralizacije? ______________________________________________________________________________ Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 11 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Vprašanja za utrjevanje znanja Ključna vprašanja Kaj so kisline? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Naštej pet kislin in za vsako navedi vsaj en njen vir. Ime kisline Vir Kateri delci so nosilci kislih lastnosti vodnih raztopin? Zapiši ime in formulo. __________________________________________________________________________ Kaj je pH vrednost in kaj pH lestvica? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Kaj so indikatorji? __________________________________________________________________________ Naštej vsaj tri indikatorje. __________________________________________________________________________ Kaj je nevtralizacija? __________________________________________________________________________ Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 12 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Naloge za vajo Fosforjevo kislino je spojina, ki jo najdemo v mnogih gaziranih pijačah. Zapiši njeno formulo. __________________________________________________________________________ Katera izmed zapisanih kislin je binarna kislina? A Klorovodikova kislina. B Mlečna kislina. C Ogljikova kislina. D Butanojska kislina. Slika modela molekule katere kisline je prikazana? ________________________________________ Nariši model molekule mravljične kisline, zapiši njeno formulo in drugo ime. Zakaj to kislino imenujemo mravljična kislina? ____________________________________________________________________________ Na sliki je slika modela molekule citronske kisline. Nariši njeno strukturno formulo in zapiši vsaj tri živila, ki jo vsebujejo. Strukturna formula: Viri:___________________________________________________________________ Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 13 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Kaj se zgodi, če vodikov klorid uvajamo v vodo? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Raztopina, ki ima pH vrednost 9 je _____________ (kisla/nevtralna/bazična). Raztopina, ki ima pH vrednost 3 je _____________(kisla/nevtralna/bazična). Raztopina, ki ima pH vrednost 7 je _____________(kisla/nevtralna/bazična). Ustrezno poveži indikatorje z njihovo barvo v bazičnem. lakmus metiloranž fenolftalein modra vijolična rumena Dopolni enačbo kemijske reakciji in poimenuj vse reaktante in produkte. __________ __________ + __ KOH(aq) __________ K3PO4(aq) ___________ + __ H2O(l) ________ Za kakšno reakcijo gre? __________________________________________________________________________ Nariši model molekule, ki reagira s KOH(aq). Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 14 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Ali razumem Kateri atom, ki je vezan s kovalentno vezjo, morajo vsebovati molekule snovi, ki so kisle? Zakaj? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Katera kislina bo nastala pri uvajanju žveplovega dioksida (SO2(g)) v vodo? __________________________________________________________________________ Katero spojino moramo uvajati v vodo, da dobimo dušikovo kislino? __________________________________________________________________________ Zakaj je žveplova kislina močna kislina? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Nariši vodno raztopine etanojske kisline CH3COOH(aq). Kako še drugače rečemo tej kislini? Katero živilo vsebuje etanojsko kislino? Kaj se zgodi s pH vrednostjo kisline, če ji dodamo bazo? __________________________________________________________________________ Kaj se zgodi, če pri pomivanju kozarca z ostankom rdečega vina, dodamo brezbarven detergent? Zakaj se to zgodi? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Zakaj lahko ugriz mravlje omilimo s sodo bikarbono? Kakšna reakcija pri tem poteče? __________________________________________________________________________ Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 15 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem III. DEL Ani je zdravnica povedala, da je pH njene želodčne kisline preveč nizek. Predpisala ji je tablete Rupurut in ji povedala, da ji bodo pomagale pri odpravljanju njenih težav. Zakaj bi Ani te tablete lahko pomagale? Kaj misliš, kakšne snovi vsebujejo? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ S čim lahko omiliš pik čebele? Odgovor utemelji. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Svetuj Janu, kaj bi lahko storil, da bi omilil osji pik. Odloči se, ali mu je pri tem domača kuhinja lahko v pomoč? Kaj ti lahko pomaga omiliti osji pik in zakaj ravno to? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 16 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Ali nam je domača kuhinja lahko v pomoč, ko nas piči osa? Navodila za učitelja Glavni namen vseh PROFILES modulov je, da se učenje začne na način, ki spodbudi interes učencev za učenje vsebine. To predstavlja tako imenovani scenarij, ki je na začetku modula zapisan kot zgodba v socio-naravoslovnem kontekstu, ki poleg motivacijske vloge predstavlja tudi možnosti ugotavljanja dejanskega predhodnega znanja učencev in sproži razpravo o tem, katero dodatno naravoslovno znanje je potrebno za nadaljnjo diskusijo o problemu in njegovo rešitev. Nadaljnja razprava o scenariju je ključna komponenta PROFILES strategije poučevanja, saj predstavlja uvod v "IL" in "ES" v akronimu PROFILES. Prvi predstavlja učenje z raziskovanjem, drugi pa širše učenje o določenem problemu, ki izhaja iz doseganja ciljev izobraževanja (glej učne dosežke). Že definicija učenja z raziskovanjem vključuje dejstvo, da so učenci aktivni pri izgradnji svojega znanja. Takšen pristop zahteva nek "sprožilec", da steče raziskovanje, kar je v večini primerov raziskovalno vprašanje (ali vprašanja), ki jih v najboljših primerih učenci sami postavijo. Raziskovalno vprašanje nato vodi učenje z raziskovanjem. Raziskovalno učenje omogoča učencem, da naprej razmišljajo o rešitvah problema in pridobivanju podatkov iz prve roke, kot je eksperimentiranje in s tem pridobivanje procesnih spretnosti, ali pa zbiranje podatkov z druge roke, kot so različni viri. Rezultat teh dejavnosti je razlaga pridobljenih podatkov, zato da se pridobi rešitev naravoslovnega problema. V tem učnem modulu predstavlja uvod (socio-naravoslovni scenarij) zgodbo o Janu, ki ga je na rojstnodnevnem pikniku pičila osa. Sam ni znal omiliti težav, ki mu jih je pik povzročil, babica pa mu je povedala, da bi si lahko pomagal z določenimi snovmi, ki jih najdemo doma. Ob branju te zgodbe bi se učencem lahko porodila naslednja vprašanja: »Kako bi si Jan lahko pomagal?«, »Kaj je doma takega, kar nam lahko pomaga?« in »Zakaj nam bi lahko nekaj iz domače kuhinje pomagalo omiliti osji pik?«. To je le nekaj vprašanj, ki jih lahko sproži scenarij in bi omogočala pričetek razprave med učenci (priporočeno je, da se ta del učnega modula izvede v skupinah s štirimi učenci). Učitelj seveda vodi učence do učenja specifičnih naravoslovnih pojmov, kot jih predpisuje učni načrt za Kemijo (glejte cilje učnega načrta zgoraj). Pomembno je tudi, da učitelj do določene mere preveri predhodno znanje učencev, ker tako lahko ustrezno načrtuje svoje nadaljnje delo. Predznanje tega modula naj bi bilo, takšno da učenci: (1) znajo uporabljati eksperimentalno-raziskovalni pristop ter laboratorijske spretnosti in tehnike; (2) znajo povezovati vse tri ravni (makroskopsko, submikroskopsko in simbolno) kemijskih pojmov; (3) razumejo povezovanje delcev in Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 17 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem (4) razumejo kemijske reakcije. Glede na zgoraj navedeno drži, da ima socio-naravoslovni scenarij velik pomen pri uvajanju nadaljnjega učenja specifične naravoslovne vsebine modula, ki je v PROFILES modulih doseženo s pristopom učenja z raziskovanjem. Za to je (so) potrebno(na) raziskovalno(a) vprašanje(a), ki nastane(jo) na osnovi razprav učencev o socionaravoslovnem scenariju ali ga (jih) poda učitelj, če so učenci pri snovanju raziskovalnih vprašanj manj uspešni. V tem modulu je možno postaviti nekaj raziskovalnih vprašanj, kot na primer: 1. Katere snovi nam lahko pomagajo omiliti osji pik? 2. Kakšne lastnosti imajo te snovi? 3. Kako lahko preverim ali ima določena snov potrebne lastnosti? 2. Zakaj bi nam lahko te snovi pomagale? Po opredelitvi raziskovalnih vprašanj, je v naslednjem koraku potrebno zasnovati raziskavo. Premisliti moramo o vsebini vprašanja in kako je možno opraviti meritve. Glede na tip modula, ki je strukturiran tako, da se lahko učenci učijo sodelovalno, brez obsežnega vodenja učitelja, je priporočljivo, da se izvede pouk kot skupinsko delo. Delo v skupini naj bo načrtovano in vodeno s strani učencev. Po končanem skupinskem delu naj učenci poročajo o svojih rešitvah pridobljenih z raziskovanjem. Ključna tema raziskovalnega dela je ugotoviti katere snovi nam lahko pomagajo omiliti osji pik in zakaj ravno te snovi. Vprašanja, ki vodijo učenje in so vključena v besedilo, ki ga imajo na voljo učenci, so načrtovana tako, da vodijo njihovo razmišljanje. Od učenja z raziskovanjem se pričakuje, da bodo učenci pridobili znanje o kislinah in nevtralizaciji. Besedilo v zvezi z vsebino modula je vključeno tudi v navodila za učitelja, in sicer v učiteljeve zapiske, kjer je podani tudi slikovni material, ki ga lahko učitelj, če želi uporabi. Podane so tudi nekatere spletne strani, kjer lahko učenci najdejo več informacij o tej temi. Predstavljene so predvsem vsebine, ki so povezane s kislinami ter navodila za eksperimentalno delo in rešitve nalog. Na koncu učenja z raziskovanjem, kjer se medsebojno povežejo obravnavani pojmi, ki sestavljajo vsebine o kislinah, pa še ni konec aktivnosti učencev. Pomemben zaključek modula je vprašanje v naslovu, ki ga je potrebno obravnavati, tako da učenci utrdijo ne le naučeno s sodelovanjem v razpravi v skupini, ampak tudi razvijejo sposobnosti sklepanja, argumentiranja in odločanja pri reševanju problemov. Rezultat učenja s PROFILES modulom je sprejemanje odločitve oz. soglasja na ravni posameznika, skupine in na koncu tudi razreda glede socio-naravoslovnega problema, ki ga je postavilo naslovno vprašanje in scenarij modula. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 18 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Učni cilji posamezne učne ure Učni cilji prve učne ure; Učenci: razumejo, da nam lahko snovi iz vsakdanjega življenja olajšajo nekatere zdravstvene težave; razumejo, da nam znanje kemije lahko pomaga razumeti določene procese. Učni cilji druge učne ure; Učenci: vedo, kaj so kisline; znajo našteti snovi, ki so kisle in jih najdemo doma; znajo načrtovati in izvesti eksperiment, kjer z uporabo pH lestvice univerzalnega indikatorja ugotovijo katere snovi so kisle; vedo, kaj je univerzalni indikator in zakaj se uporablja; znajo razvrstiti snovi glede na njihove pH vrednosti. Učni cilji tretje učne ure; Učenci: vedo, kako pripraviti naravni indikator; znajo načrtovati in izvesti eksperiment, kjer z naravnim indikatorjem ugotovijo katere snovi so kisle. Učni cilji četrte učne ure; Učenci: razumejo, kaj je nevtralizacija; znajo izvesti reakcijo nevtralizacije; znanje o nevtralizaciji znajo povezati z osjim pikom oz. s tem, kako lahko osji pik omilimo. Učni cilji pete učne ure; Učenci: razumejo, da nam je domača kuhinja lahko v pomoč, ko nas piči osa in to znajo razložiti; poznajo tudi druge primere nevtralizacije s katerimi se lahko srečajo v vsakdanjem življenju. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 19 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Doseganje zastavljenih kompetenc Kompetenca 1. Spretnosti raziskovalnega dela. Kompetenca je dosežena z/s... 2. Komunikacijske (pisne, govorne) spretnosti. … sodelovanjem v skupini, med skupinami in poročanjem o rezultatih ter oddajo pisnega poročila. ... uspešnim reševanjem pripravljenih nalog. 3. Sposobnosti odločanja in argumentacije odločitev. … ustreznim odločanjem in argumentiranjem mnenj in odgovorov. … samostojnim učenjem iz dela, kjer je predstavljena teorija in kasneje z učenjem na primerih. … samostojnim učenjem, analizo in interpretacijo posameznih primerov ter načrtovanjem in izvedbo eksperimentov. 4. Poznati definicijo kislin. 5. Znati našteti osnovne kisline in jih opisati oz. pojasniti njihovo makro, submikro in simbolno raven. 6. Razumeti, da so v vodnih raztopinah oksonijevi ioni nosilci kislih lastnosti. … samostojnim učenjem iz dela, kjer je predstavljena teorija. … analizo primerov in njihovo interpretacijo ter načrtovanjem in izvedbo eksperimenta. 7. Uporabljati pH-lestvico kot merilo za oceno kislosti in bazičnosti raztopin. 8. Poznati različne indikatorje. … samostojnim učenjem, načrtovanjem in izvedbo eksperimentov. 9. Z uporabo indikatorjev razlikovati med kislimi, bazičnimi in nevtralnimi snovmi. … načrtovanjem in izvedbo eksperimenta ter interpretacijo dobljenih rezultatov. 10. Spoznati reakcijo nevtralizacije. … načrtovanjem in izvedbo eksperimenta reakcije nevtralizacije. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 20 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem »Ali nam je domača kuhinja lahko v pomoč, ko nas piči osa?« Predlogi ocenjevanja Učitelj lahko preveri in oceni znanje učencev na različne načine. Pri tem lahko izbere in uporabi različne pristope v različnih učnih urah izvedbe modula v skladu s tem, kateri pristop se učitelju zdi najbolj primeren (A-C del). Pomembno je, da so to le predlogi za vrednotenje znanja in da učitelj izbere tiste, za katere meni, da so v dani situaciji najbolj smiselni. V delu A se vrednotijo razvite spretnosti učencev. Del B temelji na vrednotenju posameznih doseženih kompetenc v vsaki učni uri uporabe modula, del C pa podaja vrednotenje pisnih izdelkov ter procesov v skupini, ki jih učitelj opazuje. Vse dele učitelj lahko poljubno kombinira in jih uporabi za formativno oceno. Preverjanje in ocenjevanje znanja lahko poteka: 1. med poročanjem skupin na koncu skupinskega dela, kjer lahko ocenimo napredek posamezne skupine, 2. z ustnim preverjanjem znanja, kjer lahko posamezne učence vprašamo, da razložijo posamezne pojme ter na osnovi ustnega izražanja ocenimo njihovo razumevanje (v pomoč so nam lahko vprašanja iz učnega modula), 3. s pisnim preverjanjem in ocenjevanjem znanja, kjer morajo učenci ne le rešiti naloge objektivnega tipa, ampak tudi naloge, kjer zapišejo svoje razumevanje pojmov in argumentacije reševanja problemov, kar omogoča ugotavljanje razumevanja pojmov na višjih kognitivnih ravneh. Učitelj lahko dosežke učencev beleži na različne načine, lahko uporablja lestvico ocen; 1 = nezadostno, 2 = zadostno, 3 = dobro, 4 = prav dobro in 5 = odlično. Učitelj lahko uporabi tudi tri-točkovne lestvice; na primer x – niso niti minimalno dosežene kompetence, √ = minimalno dosežene kompetence in √√ = ustrezno dosežene (več kot predvideno/pričakovano; na primer: biti kreativen, neodvisno mišljenje/ razmišljanje, ki kaže pobude itd.). Z numeričnimi ali drugimi ocenami lahko učitelj poda ali opiše opombe za celotno skupino ali posameznega učenca. Sumativne strategije vrednotenja niso prikazane, vendar bi se lahko nanašale na ustno vrednotenje in/ali pisne preizkuse znanja. Primere vprašanj tudi za sumativno ocenjevanje na koncu šolskega leta je mogoče povzeti in adaptirati iz seznama vprašanj pod delom B, seveda pa lahko učitelj sam tvori tovrstna vprašanja iz vsebine modula. Da bi učitelj lahko zasledoval uspehe posameznega učenca pri uporabi modula, lahko učenci rešijo pred uporabo modula pri pouku pred-preizkus znanja in nato po uporabi modula še po-preizkus znanja. Na tak način lahko učitelj do določene mere spremlja učinke uporabe modulov pri pouku. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 21 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem A del Ocena zahtevanih spretnosti učencev Ocena 1-5 / opis / zaznamek Spretnosti Socialne vrednote Zmožnost razdeljevanja nalog znotraj skupine Zmožnost oblikovanja timskega dela Zmožnost smiselnega argumentiranja v skupinski diskusiji Osebne spretnosti Zmožnost sodelovanja v procesu učenja Zmožnost kritičnega mišljenja Ustvarjalne zmožnosti Zmožnost predstavitve na zanimiv način Zmožnost samozavesti med predstavitvijo Zmožnost predstavitve dobljenih rezultatov v razredu Zmožnost spraševanja in izražanja osebnega mnenja Uporabljanje znanstvenih metod dela Zmožnost določitve namena obravnavanega dela Zmožnost uporabe različnih virov za pridobivanje informacij Sposobnost oblikovanja različnih stališč do obravnavanega dela Zmožnost priprave ustreznega delovnega načrta Zmožnost analize zbranih podatkov Zmožnost oblikovanja sklepov Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 22 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem B del Ocena pridobljena med učnimi urami ali na končnem ustnem ali pisnem preizkusu znanja 1. učna ura Dimenzija 1 Interpretira pojave iz vsakdanjega življenja 2 Sklepa in argumentira Predlagan/a kriterij/kompetenca za vrednotenje; Učenec: Razume, da nam lahko snovi iz vsakdanjega življenja olajšajo nekatere zdravstvene težave. Razume, da nam znanje kemije lahko pomaga razumeti določene procese. Ocena 1-5 / opis / zaznamek Primeri nalog z rešitvami 1. Navedi vsaj tri primere iz vsakdanjega življenja kjer poteče kemijska reakcija. Dihanje, gorenje, rjavenje … 2. učna ura Dimenzija Poišče podatke v literaturi 1 in na svetovnem spletu ter jih interpretira 2 Na podlagi sklepanja ustvari seznam Načrtuje in izvede 3 eksperiment Predlagan/a kriterij/kompetenca za vrednotenje; Učenec: Ve, kaj so kisline. Ve, kaj je univerzalni indikator in zakaj se uporablja Zna našteti snovi, ki so kisle in jih najdemo doma. Zna načrtovati in izvesti eksperiment, kjer z uporabo pH lestvice univerzalnega indikatorja ugotovi katere snovi so kisle. Zna postaviti raziskovalno vprašanje. Predvidi kemikalije in pripomočke. Zna opravljati meritve in beležiti rezultate. Ocena 1-5 / opis / zaznamek Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 23 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem 4 Interpretira rezultate Zna razvrstiti snovi glede na njihove pH vrednosti. Primeri nalog z rešitvami 1. Kateri ioni so nosilci kislih lastnosti vodnih raztopin? A Hidroksidni ioni OH−. B Kloridni ioni Cl−. C Oksonijevi ioni H3O+. D Natrijevi ioni Na+. 2. Ustrezno poveži imena kislin in slike modelov molekul kislin. Ime kisline Model molekule Klorovodikova kislina Žveplova kislina Dušikova kislina Metanojska kislina Etanojska kislina Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 24 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem 3. Katere snovi, ki jih najdemo doma vsebujejo kisline? A Mleko. B Zobna pasta. C Pecilni prašek. D Koka-kola. E Jabolčni sok. F Milo. G Sadni sok. H Čistilo za pečico. 3. učna ura Dimenzija Poišče podatke v literaturi 1 in na svetovnem spletu ter jih interpretira Načrtuje in izvede 2 eksperiment 3 Primerja in ovrednoti različne metode Predlagan/a kriterij/kompetenca za vrednotenje; Učenec: Ve iz česa lahko doma pripravimo indikator. Ve, kako pripraviti naravni indikator. Zna načrtovati in izvesti eksperiment, kjer z naravnim indikatorjem ugotovi katere snovi so kisle. Zna postaviti raziskovalno vprašanje. Predvidi kemikalije in pripomočke. Zna opravljati meritve in beležiti rezultate. Primerja rezultate pridobljene z naravnim indikatorjem z rezultati pridobljenimi z naravnim indikatorjem. Ocena 1-5 / opis / zaznamek Primeri nalog z rešitvami 1. Katera naravna barvila so tista, ki jih vsebujejo naravni indikatorji? Antociani. 2. Naštej tri živila v katerih najdemo kislinsko-bazne indikatorje. Rdeče zelje, rdeče grozdje, borovnice. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 25 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem 3. Kakšne barve lakmusovega papirčka uporabimo za ugotavljanje bazičnosti in kakšne za ugotavljanje kislosti raztopin? Za ugotavljanje bazičnosti uporabimo rdeče lakmusove papirčke, za ugotavljanje kislosti pa modre. 4. učna ura Dimenzija 1 Poišče podatke v literaturi in na svetovnem spletu 2 Izvede eksperiment 3 Sintetizira znanje Predlagan/a kriterij/kompetenca za vrednotenje; Učenec: Razume, kaj je nevtralizacija. Zna izvesti reakcijo nevtralizacije. Zna opravljati meritve in beležiti rezultate. Znanje o nevtralizaciji zna povezati z osjim pikom oz. s tem, kako lahko osji pik omilimo. Ocena 1-5 / opis / zaznamek Primeri nalog z rešitvami 1. Katero bazo in kislino bi potrebovali za nastanek CaSO4(aq)? Dopolni enačbo kemijske reakcije nevtralizacije. Spojine tudi poimenuj. H2SO4(aq) + Ca(OH)2(aq) CaSO4(aq) + 2 H2O(l) žveplova kislina kalcijev hidoksid kalcijev sulfat voda 2. Katere trditev so pravilne? A Reakcijo med kisom za vlaganje (etanojsko kislino CH3COOH) in pecilnim praškom (natrijevim hidrogenkarbonatom NaHCO3) imenujemo nevtralizacija. B Osji pik omilimo z kislino. C Čebelji pik omilimo s kislino. D Mravlje izločajo mravljično oz. etanojsko kislina in zato ugriz mravlje omilimo z bazo. E Če je v želodcu preveč kisline, jo nevtraliziramo z bazičnimi snovmi. 3. Kaj so soli in kako lahko nastanejo? Soli so ionsko zgrajene spojine. Nastanejo pri reakciji med kislino in bazo, ki jo imenujemo nevtralizacija. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 26 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem 5. učna ura Dimenzija 1 Odloči se glede socionaravoslovnega problema 2 Sklepa, argumentira in interpretira Predlagan/a kriterij/kompetenca za vrednotenje; Učenec: Reši problem. Analizira in interpretira rezultate. Razume, da nam je domača kuhinja lahko v pomoč, ko nas piči osa in to zna razložiti. Pozna tudi druge primere nevtralizacije s katerimi se lahko sreča v vsakdanjem življenju. Ocena 1-5 / opis / zaznamek Primeri nalog z rešitvami 1. Dopolni. Osji pik nevtraliziramo s/z kislino. Čebelji pik nevtraliziramo s/z bazo. Ugriz mravlje nevtraliziramo s/z bazo. Odvečno kislino v želodcu nevtraliziramo s/z bazo. 2. Kakšen vpliv ima lahko kisli dež na jezera? Kako bi lahko odpravil posledice kislega dežja na jezero? Kisli dež lahko poveča kislost jezer, kar lahko vpliva na življenje v njih. Posledice kislega dežja na jezero bi lahko odpravili tako, da bi dodajali bazične snovi in ga tako nevtralizirali. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 27 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem C del Vrednotenje na osnovi strategij poučevanja Vrednotenje pisnih izdelkov učencev Dimenzija 1 2 3 4 5 Predlagan kriterij/kompetenca za vrednotenje; Učenec: Zasnuje načrt raziskave oz. postavi raziskovalna vprašanja in/ali pozna namen raziskave/poskusov Ocena 1-5 / opis / zaznamek Načrt raziskave zadošča minimalnim standardom, ki jih določi učitelj. Napiše načrt oziroma poročilo raziskave Zna ustrezno predvidevati raziskovalne rezultate. Razvije ustrezen postopek raziskave in zna določiti katere spremenljivke je potrebno kontrolirati. Ustrezno zbere in zapiše Zbira opazovanja/podatke (npr. število eksperimentalne opazovanj, kaj upošteva kot podatke sprejemljivo, kako natančno so zbrani podatki, zavedanje možnih napak…). Interpretira ali Interpretira podatke, zbrane na izračuna iz ustrezen način, ki ga zna upravičiti, zbranih vključno z uporabo ustreznih grafov, podatkov tabel in simbolov. določene parametre in Ustrezno sklepa glede na postavljena sklepa na raziskovalna vprašanja. njihovi osnovi Zagotavlja pravilne pisne odgovore na vprašanja, podane v ustni ali pisni obliki. Odgovarja na vprašanja Ponuja dovolj podrobne odgovore, zlasti kadar je pozvan, naj poda mnenje ali odločitev. Lahko zagotovi zahtevane grafične Riše diagrame/ prikaze. tabele/modele Je zmožen grafično predstaviti simbolne rezultate v primerno velikih grafih in s predstavitve. primernimi podrobnostmi. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 28 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Naravoslovno ali družbeno6 naravoslovno mišljenje Sposoben zagotoviti popolne in ustrezne naslove za diagrami, slikam, tabelam. Izkazuje ustvarjalno mišljenje in postopke pri reševanju problemov. Poda ustrezno družbenonaravoslovno odločitev na določeno vprašanje ali skrb, s pravilno poudarjeno naravoslovno komponento. Vrednotenje z opazovanjem Predlagan/a kriterij/kompetenca za vrednotenje; Učenec: Prispeva k delu skupine. Sodeluje z drugimi v skupini in v celoti sodeluje pri delu skupine. Deluje v skupini, Prikazuje vodstvene sposobnosti med vodi skupino z ustvarjalnim 1 dejavnostmi in razmišljanjem in pomagati tistim, ki razpravo potrebujejo pomoč (kognitivno ali psihomotorično); povzema rezultate. Kaže toleranco do članov skupine in jih spodbuja. Razume cilje raziskave/eksperimentalnega dela in ve, kateri teste in/ali meritve je potrebno opraviti. Izvaja raziskavo/eksperimentalno delo v skladu s pripravljenimi Izvedbo navodili/načrtom. 2 raziskave ali poskusa Uporablja laboratorijski inventar na varen način. Do sebe in drugih deluje varno pri delu. Vzdržuje urejeno in čisto delovno površino. Dimenzija Ocena 1-5 / opis / zaznamek Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 29 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Ali nam je domača kuhinja lahko v pomoč, ko nas piči osa? Zapiski učitelja Teorija, ki jo učni modul PROFILES obravnava je zapisana v II. delu nalog za učence. Predstavljeni so osnovni podatki, ki zajemajo področje kislin. Učitelju naj zapisana teorija predstavlja osnovo. Poleg tega lahko predstavi tudi druge vsebine povezane s kislinami. Učitelj naj učence opozori in jim razloži trojno naravo kemijskih pojmov. V primerih, kjer je to možno, naj učencem predstavi makro, submikro in simbolno raven. Pri submikro ravni je učence potrebno opozoriti, da so sheme predstavljene tako, da omogočajo preglednost (majhno število delcev, veliki razmiki med delci …). Učitelj naj učencem (v primeru, da učenci takega dela niso vajeni) razloži tudi legendo, ki se pri submikroskopskih predstavitvah uporablja. Primer legende za vodo: shema modela molekule vode OZ. shema modela atoma kisika shema modela atoma vodika Učitelj naj pripravi literaturo (učbenike in delovne zvezke različnih založb za kemijo, knjige …), ki bo vsebovala podatke, ki jih učenci potrebujejo za delo in omogoči dostop do svetovnega spleta. Učenci bodo lahko tako na aktiven način oblikovali svoje znanje in s pomočjo različnih virov informacij prišli do novih spoznanj. Učenci naj sami ugotovijo kaj iz domače kuhinje nam lahko pomaga omiliti osji pik in zakaj ravno to. Odgovor lahko najdejo v učbeniku založbe Modrijan ali na svetovnem spletu. Ugotovijo lahko, da strup ose vsebuje bazo in zato lahko pik omilimo s kislinami, ki so prisotne v različnih živilih (v kisu, limonah …). Pri tem poteče reakcija nevtralizacije. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 30 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Navodila in opozorila ter pričakovani rezultati eksperimentalnega dela Pri eksperimentiranju je potrebno upoštevati navodila za zaščito in varnost pri delu. Učence moramo s tem tudi ustrezno seznaniti. Pri delu so obvezna zaščitna očala, halja in rokavice. Po končanem delu je potrebno uporabljene snovi odliti v posebej pripravljene posode za odpadke. Paziti je potrebno, da reagenti ne pridejo v stik s kožo. Navodila za učence - II. DEL V delu A in B poteka vodena oblika učenja z raziskovanjem, v delu C pa strukturirana. Učenci delajo v skupinah, kjer ima vsak učenec svojo nalogo. Učitelj mora njihovo delo spremljati in pri morebitnih vprašanjih učencev ne sme povedati odgovora, ampak mora postaviti novo vprašanje s katerim jih usmerja. A. Raziščite, katere snovi, ki jih najdemo doma so kisle Učenci naj v skupinah pripravijo poročila o eksperimentalnem delu, ki naj vsebujejo vse ključne elemente, ki so v obliki vprašanj zapisani v drugi točki. Učitelj mora pripraviti ustrezen pribor in kemikalije s katerimi lahko učenci izvedejo eksperiment. Pripravi naj 5 do 10 raztopin snovi (limonov sok, kis za vlaganje, aspirin, kamilični čaj, vodovodna voda, milnica, zobna krema, pecilni prašek, čistilo za pečice …), ki jih uporabljamo doma. Primer zasnovanega in izpolnjenega poročila o eksperimentalnem delu: RAZISKOVALNO VPRAŠANJE: Kakšen je pH snovi, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju? PRIBOR IN KEMIKALIJE: - 10 epruvet - stojalo za epruvete - merilni valji - kapalka - barvna lestvica za indikator - raztopine snovi (limonov sok, kis, pecilni prašek, kamilični čaj …) - raztopina univerzalnega indikatorja NALOGA: Z uporabo univerzalnega indikatorja ugotovite, kakšen je pH snovi, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 31 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem POTEK DELA: 1. Z merilnim valjem odmerite 5 mL desetih raztopin snovi in jih prelijte v epruvete. 2. V vsako epruveto dodajte 2 – 3 kapljice univerzalnega indikatorja. 3. Opazujte spremembo barve univerzalnega indikatorja in določite pH vrednost preiskovanih raztopin snovi. OPAŽANJA IN SKLEPI: Opažanja (Učenci zapišejo kakšna je sprememba barve univerzalnega indikatorja v različnih raztopinah.) Primer: Ob dodatku univerzalnega indikatorja se raztopina limonovega soka obarva rdečeoranžno. Sklepi (Učenci na podlagi barve raztopin snovi, s pomočjo barvne lestvice univerzalnega indikatorja, določijo pH raztopin snovi.) Primer: pH raztopine limonovega soka je 2. B. Preizkusite doma pripravljen indikator Učenci naj v skupinah pripravijo poročila o eksperimentalnem delu, ki naj vsebujejo vse ključne elemente, ki so v obliki vprašanj zapisani v drugi točki. Učitelj mora pripraviti ustrezen pribor in kemikalije s katerimi lahko učenci izvedejo eksperiment. Pripravi naj 5 do 10 raztopin snovi (limonov sok, kis za vlaganje, aspirin, kamilični čaj, vodovodna voda, milnica, zobna krema, pecilni prašek, čistilo za pečice …), ki jih uporabljamo doma. Raztopine naj bodo enake kot v delu A, zato, da bodo učenci lahko primerjali rezultate Primer zasnovanega in izpolnjenega poročila o eksperimentalnem delu: RAZISKOVALNO VPRAŠANJE: Kako pripravimo indikatorske lističe iz rdečega zelja in z njimi ugotovimo kislost oziroma bazičnost raztopin snovi, ki jih najdemo doma? PRIBOR IN KEMIKALIJE: - 250 mL čaša - enajst 100 mL čaš - steklene palčke, kapalka - merilni valji - nož in deska - električni grelec - stojalo, kovinski obroč - lij - 100 mL destilirane vode - listi rdečega zelja - raztopine snovi (limonov sok, kis, pecilni prašek, kamilični čaj …) Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 32 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem - čopič - filtrirni papir NALOGA: Pripravite indikatorske lističe iz rdečega zelja in z njimi ugotovite katere raztopine snovi, ki jih najdemo doma so kisle in katere bazične. POTEK DELA: 1. Na drobne kose narežite liste rdečega zelja in jih prenesite v 250 mL čašo. Prilijte 100 mL destilirane vode in čašo postavite na električni grelec. 2. Ko zmes zavre in voda obarva vijolično, čašo odstavite. Ko se zmes ohladi, jo prefiltrirajte v 100 mL čašo. 3. Dobljen naravni indikator s čopičem nanesite na kose (2x5 cm) filtrirnega papirja in jih pustite, da se posušijo. 4. Z merilnim valjem odmerite 10 mL desetih raztopin snovi in vsako prelijte v 100 mL čašo. 5. S pripravljenimi indikatorskimi lističi določite kislost oz. bazičnost raztopin snovi. OPAŽANJA IN SKLEPI: Opažanja (Učenci zapišejo kakšna je sprememba barve indikatorskih lističev iz rdečega zelja v različnih raztopinah.) Primer: Indikatorski listič iz rdečega zelja se v raztopini limonovega soka obarva rdeče. Sklepi (Učenci na podlagi barve raztopin snovi, s pomočjo indikatorskih lističev iz rdečega zelja, določijo, ali je raztopina snovi kisla ali bazična.) Primer: Raztopina limonovega soka je kisla. C. Raziščite, s čim lahko omilimo osji pik Učitelj naj pri tem eksperimentu učence še posebej opozori na varno delo v šolskem laboratoriju, saj delo poteka z jedkimi kemikalijami. Vodni raztopini klorovodikove kisline in natrijevega hidroksida naj bosta enakih koncentracij. Primer izpolnjenega poročila o eksperimentalnem delu: RAZISKOVALNO VPRAŠANJE: Kako poteče reakcija nevtralizacije? Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 33 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem PRIBOR IN KEMIKALIJE: - tri 150 mL čaše - merilni valj - steklena palčka - pinceta - rdeč in moder lakmusov papir - 50 mL raztopine klorovodikove kisline HCl(aq) - 50 mL raztopine natrijevega hidroksida NaOH(aq) NALOGA: Izvedite kemijsko reakcijo nevtralizacije med natrijevim hidroksidom in klorovodikovo kislino. POTEK DELA: 1. V prvo čašo nalijemo 50 mL vodne raztopine klorovodikove kisline in vanjo s pinceto pomočimo moder lakmusov papir. 2. V drugo čašo nalijemo 50 mL vodne raztopine natrijevega hidroksida in vanjo s pinceto pomočimo rdeč lakmusov papir. 3. Vsebini obeh čaš zmešamo in z modrim ali rdečim lakmusovim papirjem preverimo kislost oziroma bazičnost nastale raztopine. OPAŽANJA IN SKLEPI: Opažanja Moder lakmusov papir se je v vodni raztopini obarval rdeče. Sklepi Vodna raztopina klorovodikove kisline je kisla. Rdeč lakmusov papir se je v vodni raztopini obarval modro Vodna raztopina natrijevega hidroksida je bazična. Rdeč ali moder lakmusov papir se je v nastali vodni raztopini iz vsebine obeh čaš obarval vijolično. Vodna raztopina iz vsebine obeh čaš je nevtralna. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 34 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Rešitve nalog z delovnega lista za učence Vprašanja za utrjevanje znanja Ključna vprašanja Kaj so kisline? Kisline so snovi, ki v vodni raztopini oddajo vodikove ione ali protone H+ vodi. Pri tem nastanejo oksonijevi ioni H3O+. Naštej pet kislin in za vsako navedi vsaj en njen vir. Ime kisline Vir Etanojska ali ocetna kislina Kis Metanojska ali mravljična kislina Mravlje Citronska kislina Limonov sok Mlečna kislina Skisano mleko Fosforjeva kislina Gazirane pijače Kateri delci so nosilci kislih lastnosti vodnih raztopin? Zapiši ime in formulo. Oksonijevi ioni (H3O+(aq)) so nosilci kislih lastnosti vodnih raztopin. Kaj je pH vrednost in kaj pH lestvica? pH vrednost je številka, ki nam pove, ali je neka snov kisla, nevtralna ali bazična. pH lestvica je sestavljena iz pH vrednosti, ki so lahko od 0 do 14. Snovi, ki imajo pH vrednost 7 so nevtralne, snovi, ki imajo pH vrednost pod 7 so kisle in snovi, ki imajo pH nad 7 so bazične. Kaj so indikatorji? Kislinsko-bazni indikatorji nam pokažejo kislost oziroma bazičnost preiskovane raztopine. So barvila, ki se značilno obarvajo v kisli, nevtralni ali bazični raztopini. Naštej vsaj tri indikatorje. Lakmus, univerzalni indikator, fenolftalein. Kaj je nevtralizacija? Nevtralizacija je reakcija med kislino in bazo pri kateri nastaneta sol in voda. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 35 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Naloge za vajo Fosforjevo kislino je spojina, ki jo najdemo v mnogih gaziranih pijačah. Zapiši njeno formulo. H3PO4(aq). Katera izmed zapisanih kislin je binarna kislina? A Klorovodikova kislina. B Mlečna kislina. C Ogljikova kislina. D Butanojska kislina. Slika modela molekule katere kisline je prikazana? Slika modela molekule dušikove kisline. Nariši model molekule mravljične kisline, zapiši njeno formulo in drugo ime. Metanojska kislina, HCOOH(aq). Zakaj to kislino imenujemo mravljična kislina? Ker jo vsebujejo mravlje oz. jo izbrizgajo. Na sliki je slika modela molekule citronske kisline. Nariši njeno strukturno formulo in zapiši vsaj tri živila, ki jo vsebujejo. Strukturna formula: Viri: Limone, pomaranče, brusnice. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 36 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Kaj se zgodi, če vodikov klorid uvajamo v vodo? Ko vodikov klorid (HCl(g)) uvajamo v vodo, se ta v njej raztopi. Molekule vodikovega klorida reagirajo z molekulami vode. Pri tem molekula vodikovega klorida odda vodikov ion oz. proton H+, ki ga sprejme molekula vode. Tako od molekule vodikovega klorida ostane kloridni ion Cl−, molekula vode pa se spremeni v oksonijev ion H3O+. Raztopina, ki ima pH vrednost 9 je bazična (kisla/nevtralna/bazična). Raztopina, ki ima pH vrednost 3 je kisla (kisla/nevtralna/bazična). Raztopina, ki ima pH vrednost 7 je nevtralna (kisla/nevtralna/bazična). Ustrezno poveži indikatorje z njihovo barvo v bazičnem. lakmus metiloranž fenolftalein modra vijolična rumena Dopolni enačbo kemijske reakciji in poimenuj vse reaktante in produkte. H3PO4(aq) fosforjeva kislina + 3 KOH(aq) kalijev hidroksid K3PO4(aq) kalijev + 3 H2O(l) voda fosfat Za kakšno reakcijo gre? Gre za reakcijo nevtralizacije. Nariši model molekule, ki reagira s KOH(aq). Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 37 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Ali razumem Kateri atom, ki je vezan s kovalentno vezjo, morajo vsebovati molekule snovi, ki so kisle? Zakaj? Vsebovati morajo atom vodika. Tako lahko oddajo atom vodika kot vodikov ion ali proton H+, ki ga molekula vode sprejme in nastane oksonijev ion H3O+. Oksonijevi ioni pa so nosilci kislih lastnosti vodnih raztopin nekaterih snovi. Katera kislina bo nastala pri uvajanju žveplovega dioksida (SO2(g)) v vodo? Žveplova kislina. Katero spojino moramo uvajati v vodo, da dobimo dušikovo kislino? Dušikov dioksid NO2 (g). Zakaj je žveplova kislina močna kislina? Ker skoraj vse molekule v vodni raztopini razpadejo na prosto gibljive ione. Nariši vodno raztopine etanojske kisline CH3COOH(aq). Kako še drugače rečemo tej kislini? Katero živilo vsebuje etanojsko kislino? Drugo ime etanojske kisline je ocetna kislina. Vsebuje jo kis. Kaj se zgodi s pH vrednostjo kisline, če ji dodamo bazo? pH vrednost se zviša. Kaj se zgodi, če pri pomivanju kozarca z ostankom rdečega vina, dodamo brezbarven detergent? Zakaj se to zgodi? Barva vina se spremeni iz rdeče v sivo zeleno. Vino, ki je rahlo kislo, vsebuje naravne indikatorje. Zato se pri dodatku detergent, ki je bazičen, spremeni njegova barva. Zakaj lahko ugriz mravlje omilimo s sodo bikarbono? Kakšna reakcija pri tem poteče? Mravlja izbrizga mravljično (metanojsko) kislino, ki jo nevtraliziramo z bazo – npr. sodo bikarbono. Poteče reakcija nevtralizacije. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 38 Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem Reference Bačnik, A., Bukovec, N, Vrtačnik, M., Poberžnik, A., Križaj, M., Stefanovik, V., … Preskar, S. (2011). Program osnovna šola. Kemija. Učni načrt. Ljubljana: Ministrstvo za šolstvo in šport: Zavod RS za šolstvo. Boh, B., Devetak, I., Dolničar, D., Glažar, S.A., Godec, A., Jamšek, S., … Zmazek, B. (2008). E-kemija. Pridobljeno s http://www.kii3.ntf.uni-lj.si/ekemija/mod/resource/view.php?id=286 (15. 1. 2015) Devetak, I., Cvirn Pavlin, T. in Jamšek, S. (2011). Peti element 9. Delovni zvezek za kemijo v devetem razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett. Devetak, I., Cvirn Pavlin, T., Jamšek, S. in Pahor, V. (2011). Peti element 9. Učbenik za kemijo v devetem razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett. Glažar, S.A., Godec, A., Vrtačnik, M. in Wissiak Grm, K.S. (2005) Moja prva kemija 2: kemija za 9. razred osnovne šole. Učbenik. Ljubljana: Modrijan. Glažar, S.A., Godec, A., Vrtačnik, M. in Wissiak Grm, K.S. (2005) Moja prva kemija 2: kemija za 9. razred osnovne šole. Delovni zvezek. Ljubljana: Modrijan. Lazarini, F in Brenčič, J. (2004). Splošna in anorganska kemija. Visokošolski učbenik. Ljubljana. OPOMBE: - Fotografije so lastne (Alisa Delić) oz., kjer je naveden vir, iz Wikipedie. - Slike modelov delcev (molekul itd.) so narejene s pomočjo programov ACD/ChemSketch in Jmol. Modul pripravila: Alisa Delić, 2014; konzulent: dr. Iztok Devetak Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si 39
© Copyright 2024