ali so sveče strupene? - university of ljubljana · 2020. 9. 14. · modul je pripravil valentina...

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravil: Valentina Brzuhalski, 2017; konzulenta: dr. Iztok Devetak in Miha Slapničar. Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: [email protected]

1

Ali so sveče strupene?

Modul za poučevanje kemije v devetem razredu osnovne šole.

Povzetek PROFILES učni modul »ali so sveče strupene?« obravnava osnovne lastnosti in uporabo ogljikovodikov. V modulu bodo učenci spoznali lastnosti ogljikovodikov in njihovo uporabo v vsakdanjem življenju. Spoznali bodo, da je sveča zgrajena iz ogljikovodika parafina in ko gori je dim pravzaprav ogljikov dioksid CO2. Učenci bodo v modulu uporabili eksperimentalno raziskovalni pristop, saj bodo načrtovali lasten eksperiment. Prelevili se bodo v opazovalce, kajti opazovati bodo morali tudi demonstracijski eksperiment, kjer bodo morali zapisati svoje ugotovitve in odgovoriti na vprašanja. Razvijali bodo tudi sprenost raziskovanja, saj bodo uporabljali podatke iz različnih virov, pridobljeno znanje pa bodo lahko uporabljali v vsakdanjem življenju.

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.

Zahvala Modul je pripravil Valentina Brzuhalski (konzulenta: dr. Iztok Devetak in Miha Slapničar) po priporočilih EC FP7 PROFILES projekta na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana. Spletna stran projekta je http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php; e-pošta: [email protected]; UL-PROFILES projektna skupina (2011) v okviru Konzorcijuma - www.profiles-projects.eu.

Vir: http://lumixsvece.si/vsi-izdelki/svece/sveca-rotolina-13.html

Vir: wikipedija, 2017

mailto:[email protected]

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti


http://www.profiles-projects.eu/







http://lumixsvece.si/vsi-izdelki/svece/sveca-rotolina-13.html




2

Učni cilji/kompetence povezani z vsebino modula; Učenci:

vedo, da sta ogljik in vodik ključna elementa v organskih spojinah – ogljikovodikih,

spoznajo osnovne lastnosti ogljikovodikov, jih povezujejo z njihovo uporabo in varnim

ravnanjem,

razlikujejo med popolnim in nepopolnim gorenjem ogljikovodikov ter vplivi produktov

gorenja na okolje,

uporabljajo eksperimentalnoraziskovalni pristop oz. laboratorijske spretnosti,

razvijajo prostorske predstave z uporabo modelov oz. raznih vizualizacijskih sredstev

(animacije, idr.),

razumejo pomen oz. vpliv ogljikovodikov in njihovih derivatov na življenje oz. okolje.

Vsebina učnega načrta: 1. Nafta in zemeljski plin – vira ogljikovodikov in neobnovljive energije,

2. Ogljik in vodik – ključna elementa organskih spojin – ogljikovodikov,

3. Zgradba, delitev in poimenovanje ogljikovodikov

4. Reaktivnost ogljikovodikov – gorenje (popolno in nepopolno)

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); oblike (frontalna, indvidualna, delo v dvojicah); didaktični sistemi (projektno delo, timski pouk).

Predviden čas: 4 šolske ure (45 min)

Predznanje: Učenci naj bi že znali:

1. uporabljati eksperimentalno-raziskovalni pristop ter laboratorijske spretnosti in

tehnike;

2. znali povezovati vse tri ravni (makroskopsko,submikroskopsko in simbolno)

kemijskih pojmov;

3. poznali osnovne ogljikovodike in njihove lastnosti.





3

Aktivnosti učencev

Ali so sveče strupene? Ime in priimek: __________________________ Skupina: ____ Razred: ___

Zakaj se to učim?

Ana in Jure imata doma polno sveč. Zanima ju iz česa so sestavljene. Ana se je pri pouku učila, da so lahko sveče sestavljene iz voska, parafina, stearina ali loja. Parafin je zmes alifatskih nasičenih ogljikovodikov, ki nastane pri predelavi nafte. Pri sobni temperaturi je trdna snov, ki se začne taliti pri temperaturi 37°C. Jure je prebral, da so sveče strupene, kajti niso sestavljene iz čebeljega voska, ker ga primanjkuje. Zato izdelovalci sveč ponarejajo čebelji vosek z dodajanjem loja, strarina, parafina, itd.,.. ker ima takšen vosek spremenjene fizikalne in kemijske lastnosti naj bi se pri gorenju izločali strupeni plini. Pri eksperimentu bi ugotovili kateri plin se izloča pri gorenju parafinske sveče in ali je ta plin strupen pri vdihavanju.

(1) Učni cilji:

(1) vedo, da sta ogljik in vodik ključna elementa v organskih spojinah – ogljikovodikih, (2) spoznajo osnovne lastnosti ogljikovodikov, jih povezujejo z njihovo uporabo in varnim ravnanjem,(3) razlikujejo med popolnim in nepopolnim gorenjem ogljikovodikov ter vplivi produktov gorenja na okolje,(4) uporabljajo eksperimentalnoraziskovalni pristop oz. laboratorijske spretnosti,(5) razvijajo prostorske predstave z uporabo modelov oz. raznih vizualizacijskih sredstev (animacije, idr.),(6) razumejo pomen oz. vpliv ogljikovodikov in njihovih derivatov na življenje oz. okolje. (2) Učni dosežki: (1) razumevanje novih pojmov, (2) sposobnost učenja z raziskovanjem, (3) sposobnost

argumentacije in odločanja. (3) Predzanje: Učenci naj bi že znali: (1) uporabljati eksperimentalno-raziskovalni pristop ter laboratorijske spretnosti

in tehnike;(2) znali povezovati vse tri ravni (makroskopsko,submikroskopsko in simbolno) kemijskih pojmov;(3) poznali osnovne ogljikovodike in njihove lastnosti. (4) Viri: Učbeniki in splet, ki so vam na voljo. (5) Novi pojmi: (1) lastnosti ogljikovodikov, (2) gorenje ogljikovodikov, (3) reakcije ogljikovodikov

Vir: http://lumixsvece.si/vsi-izdelki/svece/sveca-rotolina-13.html

Vir: wikipedija, 2017


http://lumixsvece.si/vsi-izdelki/svece/sveca-rotolina-13.html




4

Naloge učencev

I. DEL Spojine ogljika, v katerih se povezuje z vodikom imenujemo ogljikovodiki. Ogljikovi atomi se med seboj povezujejo z enojnimi, dvojnimi in trojnimi vezmi. Na atome ogljika se vežejo še atomi vodika z enojnimi vezmi. Delitev Ko se ogljikovi atomi z vodikovimi atomi povezujejo le z enojnimi vezmi v verige imenujemo alkani. Alkane uvrščamo med aciklične ogljikovodike. So nasičeni ogljikovodiki. Spojine, v katerih se ogljikovi atomi povezujejo z enojnimi vezmi v obroče, imenujemo cikloalkani in jih uvrščamo med ciklične ogljikovodike. V molekulah nenasičenih ogljikovodikov se atomi ogljika poveujejo tudi z dvojnimi in trojnimi vezmi. Spojine, v katerih se ogljikovi atomi povezujejo z dvojnimi vezmi, pravimo alkeni. Spojine, v katerih se ogljikovi atomi povezujejo z trojnimi vezmi pa alkini. Alkeni in alkini so nenasičeni ogljikovodiki. Vir Vir ogljikovodikov sta nafta in zemeljski plin. Nafta je zmes ogljikovodikov in drugih organskih spojin. V rafinerijah jo s frakcionirno destilacijo ločijo na posamezne frakcije. Poimenovanje Imena alkanov izpeljemo iz grških števnikov, ki označujejo število ogljikovih atomov v verigi in dodamo končnico –an. Cikloalkane označujemo s predpono ciklo-, ki ji dodamo ime alkana, glede na število ogljikovih atomov. Lastnosti Fizikalne lastnosti alkanov so odvisne od števila ogljikovih atomov v molekuli in razvejanosti verige. Alkani so pri sobnih pogojih nereativni. Tališča in vrelišča ogljikovodikov naraščajo z dolžino verige ogljikovih atomov v molekulah. Ogljikovodiki imajo nepolarne molekule. Z vodo se slabo mešajo, ker imajo ogljikovodiki v primerjavi z vodo manjšo gostoto. Emulzije nastanejo med tekočinami, ki se slabo mešajo, nastanejo kapljice ene tekočine razpršene v drugi tekočini. Reakcije Značilni kemijski reakciji alkanov sta gorenje in halogeniranje. Pri gorenju se sprošča energija. Če je pri reakciji prisotno dovolj kisika, poteka popolno gorenje ogljikovodikov, pri tem nastajata ogljikov dioksid in voda. Če pa kisika ni dovolj, poteka nepopolno gorenje, nastajata pa ogljikov oksid in voda. Večji kot je delež ogljika v molekuli, bolj je plamen sajast. Nenasičeni ogljikovodiki so bolj reaktivni kot nasičeni ogljikovodiki. Adicija je reakcija, ki je značilna za nenasičene ogljikovodike. Pri adiciji se na dvojno ali trojno vez veže manjša molekula. Substitucija je reakcija, značilna za nasičene ogljikovodike.





5

Pri tej reakciji se vodikov atom v molekuli ogljikovodika zamenja z atomom neke druge nekovine. Z adicijsko polimerizacijo nastanejo iz alkenov polimeri. To je plastika, iz katere je narejena vrsta uporabnih predmetov. Onesnaževanje Fosilna goriva so poleg vira energije tudi vir onesnaževanja. Za okolje in organizme so najbolj nevarni žveplov dioksid in dušikov oksid, ki povzročajo nastanek kislega dežja. Ogljikov oksid je strupen plin. Povečana količina ogljikovega dioksida povzroča nastanek tople grede. Fluorokloroogljikovodiki pa vplivajo na tanjšanje ozonske plasti. Naloga V dvojicah se posvetujte in ugotovite s katerimi snovi/predmeti v vašem vsakdanjem življenju se srečujete in so sestavljeni iz ogljikovodikov. Pomagate si lahko z literaturo in spletom. Diskusija Predstavitve svojih ugotovitev. II. DEL A. GORENJE SVEČE a) Potrebščine in reagenti Glede na potrebščine in reagente, ki jih imate na voljo zasnujte eksperiment s katerim boste ugotovili, kateri plin nastaja pri gorenju sveče.

Potrebščine Reagenti Trska Parafinska sveča

Časa

Vžigalnik

Steklena palčka

brisačka

epruveta

Plastična cevka

b) zaščita in varnost pri delu Pri eksperimentu nosite zaščitna očala in laboratorijsko haljo. Ker se uporablja vžigalnik, se rokavic ne nosi. Pri zasnovanju eksperimenta bodite previdni in natančni. Za sabo pospravite laboratorij in si umijte roke.





6

c) potek dela po stopnjah Zapišite, kako boste izvedli eksperimentalno delo. Za pomoč se obrnite na učitelja. d) opažanja in sklepi Eksperimentalno delo natančno opazujte in si rezultate beležite.

Opažanja Sklepi





7

B. KREKING PARAFINA Parafin je zmes nasičenih ogljikovodikov z več kot 18 ogljikovimi atomi. Kreking ali cepitev je reakcija cepitve večjih molekul ogljikovodikov v manjše. a) Potrebščine in reagenti

Potrebščine Reagenti Epruveta z nastavkom za

odsesavanje in zamaškom z obrusom in spoko

Parafinska sveča

Plisnka izpiralka Granule aluminijevega oksida

Cev za odvod plina

Plinski gorilnik

Čaša

Stojalo z dodatki

Železna volna

Trska

b) zaščita in varnost pri delu Pri eksperimentu nosite zaščitna očala, rokavice in laboratorijsko haljo. Kjer se uporablja gorilnik, se rokavic ne nosi. Za sabo pospravite laboratorij in si umijte roke. c) potek dela po stopnjah Sestavimo aparaturo. Nastrgamo svečo, v epruveto damo granule aluminijevega oksida in trden parafin. Stekleno volno namestimo pod stranskim priključkom. Nato segrevamo. Nato na koncu steklene cevke prižgemo prvo, s krekingom dobljeno frakcijo. Del tekoče frakcije v v izpiralki vlijemo na filtrirni papir. Preostali del lahko uporabimo za nadaljnje poskuse.





8

d) opažanja in sklepi Eksperimentalno delo natančno opazujte in si rezultate beležite.

Opažanja Sklepi

Vprašanja za utrjevanje znanja Ključna vprašanja

Kaj so ogljikovodiki?

Kateri produkti nastanejo pri gorenju ogljikovodikov?

Kako delimo ogljikovodike?

Katere reakcije ogljikovodikov poznaš?

Naštej primere uporabe ogljikovodikov v vsakdanjem življenju?

Naloge za vajo 1. Kateri so produkti reakcije pri eksperimentu A? ____________________________________________________________________________ 2. Kako smo pri eksperimentu A dokazali prisotnost plina? Ali je plin strupen? ____________________________________________________________________________ 3. Napiši reakcijo gorenja plina, ki je v kuhinjskih jeklenkah. ____________________________________________________________________________ 4. Kakšno vlogo ima pri ekperimentu B železna volna? ____________________________________________________________________________





9

5. Naslednje trditve označi z besedo DRŽI ali NE DRŽI. Kreking je spajanje ogljikovodikov s halogenimi elementi. ________ Kreking je značilen za alkane. ________ Alkene pri rekaciji kreking parafina prikažemo tako, da na koncu cevke iz katere izhajajo prižgemo. _________ Alkene lahko dokažemo tudi z uvajanjem v jodovico. _________ 6.1. Ali je reakcija gorenje sveče, ekso ali endotermna? Nariši enegijski diagram. 6.2. Kaj pa reakcija kreking parafina? __________

Ali razumem

1. Z modeli predstavi reakcijo gorenja etana ter dodajte simobolni zapis





10

2. Zakaj sveča gori? Nariši katere molekule nastopijo v dimu. Pomagajte si s spodnjo shemo.

____________________________________________________________________________

2.1. Prikaz začetnega in končnega stanja kemijske reakcije gorenja sveče.

Legenda:

= slika modela molekule parafina

= slika modela molekule vode

= slika modela molekule kisika

= slika modela molekule ogljikovega dioksida

= slika modela atoma ogljika

Začetno stanje Končno stanje





11

III. DEL Razišči, kako nastane parafin in ta kaj ga uporabljamo poleg za izdelavo sveč? Ali je parafin strupen?





12

Ali so sveče strupene? Navodila za učitelja Glavni namen vseh PROFILES učnih modulov je, da se učenje začne na način, ki spodbudi interes učencev za učenje vsebine. To predstavlja ti. 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 tudi sprožiti razpravo o tem katero dodatno naravoslovneo znanje je potrebno za nadaljnjo diskusijo o problemu in njegovi rešitvi. Nadaljnja razprava o scenariju je ključna komponenta PROFILES stretegije 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 rezultate). Že definicija učneja z raziskovanjem vključuje dejstvo, da so učenci aktivni pri izgradnji svojega znanja. Takšen pristop zahteva nek "sprožilec", da raziskovanje steče in je v večini primerov raziskovalno vprašanje (ali vprašanja), ki jih v najboljših primerih učenci sami postavijo. Raziskovalno vprašanje nato vodi raziskovalno učenje. Raziskovalno učenje omogoča učencem, da najprej razmišljajo o rešitvah problema in pridobivanju podatkov s prve roke, kot je eksperimentiranje, in s tem pridobivanje procesnih spretnosti, ali 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) Ana in Jure imata doma polno sveč. Zanima ju iz česa so sestavljene. Ana se je pri pouku učila, da so lahko sveče sestavljene iz voska, parafina, stearina ali loja. Parafin je zmes alifatskih nasičenih ogljikovodikov, ki nastane pri predelavi nafte. Pri sobni temperaturi je trdna snov, ki se začne taliti pri temperaturi 37°C. Jure je prebral, da so sveče strupene, kajti niso sestavljene iz čebeljega voska, ker ga primanjkuje. Zato izdelovalci sveč ponarejajo čebelji vosek z dodajanjem loja, strarina, parafina, itd.,.. ker ima takšen vosek spremenjene fizikalne in kemijske lastnosti naj bi se pri gorenju izločali strupeni plini. Pri eksperimentu bi ugotovili kateri plin se izloča pri gorenju parafinske sveče. Ali je ta plin strupen? To je le nekaj vprašanj, ki jih lahko sproži scenarij in bi omogočal pričetek razprave med učenci (priporočeno je da se ta del učnega modula izvege v skupinah po štiri učence). Učitelj 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:

Poznavanje uporabe eksperimentalno-raziskovalnega pristopa ter laboratorijske

spretnosti in tehnike;

Povezovanje vseh treh ravni (makroskopsko, submikroskopsko in simbolno)

kemijskih pojmov





13

Znanje osnovnih ogljikovodikov in njihovih lastnosti.

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) raziskovalna vprašanje(a), ki nastanejo na osnovi razprav učencev o socio-naravoslovnem scenariju ali jih poda učitelj, če so učenci pri snovanju raziskovalnih vprašanj manj uspešni. V tem modulu je možno postaviti nekaj raziskovalnih vprašanj, kot na primer:


Kateri produkti nastanejo pri gorenju ogljikovodikov?

Kako delimo ogljikovodike?

Katere reakcije ogljikovodikov poznaš?

Naštej primere uporabe ogljikovodikov v vsakdanjem življenju?

Po opredelitvi raziskovalnih vprašanj, je v naslednjem koraku potrebno zasnovati raziskavo. Glede na vprašanja, moramo premisliti o vsebini raziskovalnega vprašanja in kako je mogoče 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 rešitev pridobljenih z raziskovanjem. Ključna tema raziskovalnega dela je, povezati zgradbo sveče in ogljikovodike in ugotoviti ali se pri gorenju sveče izloča strupen plin. Vprašanja, ki vodijo učenje in so vključena v besedilo, ki ga imajo na voljo učenci, so načrtovana tako, da vodijo razmišljanje učencev v tej smeri. Z učenjem z raziskovanjem, se pričakuje, da bodo učenci pridobili znanje o ogljikovodikih in spoznali reakcije gorenja ogljikovodikov. Besedilo v zvezi z vsebino modula je vključeno tudi v navodila za učitelja, in sicer v učiteljeve zapiske, kjer je podan 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:

Splošno o ogljikovodikih

Delitev ogljikovodikov

Reakcije ogljikovodikov

Pomen ogljikovodikov v vsakdanjem življenju

Pripomočki in reagenti, ki jih učenci potrebujejo pri izvedbi eksperimenta

Potek eksperimentalnega dela

Naloge in rešitve





14

Na koncu učenja z raziskovanjem, kjer se medsebojno povežejo obravnavani pojmi, ki sestavljajo učno vsebino o ogljikovodikih in njihovi povezavi z gorenjem sveče 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 in argumentiranja. Rezultat učenja s PROFILES učnim modulom je sprejetje 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.

Učni cilji posamezne učne ure Učni cilji prve učne ure:

Vedo, da sta ogljik in vodik ključna elementa v organskih spojinah –

ogljikovodikih, in opredelijo vzroke za številčnost in raznovrstnost organskih

spojin,

spoznajo osnovne lastnosti ogljikovodikov, jih povezujejo z njihovo uporabo in

varnim ravnanjem.

Učni cilji druge učne ure:

spozanjo lastnosti ogljikovodikov

razlikujejo med popolnim in nepopolnim gorenjem ogljikovodikov, ter vpliv

produktov gorenja na okolje

preučujejo vpliv uporabe ogljikovodikov na okolje

Učni cilji tretje učne ure:

spoznajo povezavo sveče in ogljikovodikov

uporabljajo eksperimentalnoraziskovalni pristop oziroma laboratorijske spretnosti,

načrtujejo in oblikujejo eksperimentalno delo po stopnjah,

samostojno izvajajo eksperimentalno delo po stopnjah.





15

Učni cilji četrte učne ure:

Utrjujejo znanje, ki so ga pridobili tekom skupinskega dela in eksperimentalnega

dela v laboratoriju,

razumejo gorenje ogljikovodikov in poznajo produkte, ki pri tem nastanejo,

poznajo kreking parafina,

znajo povezati lastnosti ogljikovodikov z njihovo uporabo v vsakdanjem življenju.

Doseganje zastavljenih kompetenc

Kompetenca Kompetenca je dosežena z...

1. Spretnosti raziskovalnega dela.

2. Komunikacijske (pisne, govorne) spretnosti.

3. Sposobnosti odločanja in argumentacije odločitev.

4. Samostojno načrtovanje eksperimentalnega dela.

5. Samostojno opazovanje in zapis opažanj eksperimentalnega dela.

6. Ustrezna izpeljava sklepov na osnovi opažanj.

7. Kritično vrednotenje dobljenih rezultatov.

8. Sposobnost dela v skupini.





16

»Ali so sveče strupene?«

Predlogi ocenjevanja Učitelj lahko preveri in oceni znanje učencev na različne načine. Pri tem lahko učitelj izbere in uporabi različne pristope v različnih učnih urah izvedbe modula v skaldu s tem, kateri pristop se učitelju zdi najbolj primeren (A-C del). Pomembno je, da so to le predlogi za vrednotenje zananja in da učitelj izbere tiste, za katere meni, da so v dani situaciji najbolj smiselni. V delu A se vrednostijo 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 ocenjevanje. 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 ; 5 = odlično. Učitelj lahko uporabite tudi tri-točkovne lestvice; na primer x – kompetence niso dosežene niti minimalno, √ = kompetence so minimalno dosežene in √√ = kompetence so 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 s pisnimi preizkusi 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 učitelj zasleduje učenčeve uspehe pri uporabi modula pa lahko pred uporabo modula pri pouku rešijo učenci 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.





17

A del Ocena zahtevanih spretnosti učencev

Spretnosti Ocena 1-5 / opis / zaznamek

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.





18

B del Ocena pridobljena med učnimi urami ali na končnem ustnem ali pisnem preizkusu znanja

1. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/kompetence za vrednotenje; Učenci:

Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1 Ogljikovodiki

Vedo, da sta ogljik in vodik ključna elementa v organskih spojinah – ogljikovodikih, in opredelijo vzroke za številčnost in raznovrstnost organskih spojin

2 Lastnostni

ogljikovodikov

Spoznajo osnovne lastnosti ogljikovodikov, jih povezujejo z njihovo uporabo in varnim ravnanjem.


Rešitev : Ogljikovodiki so najpreprostejše organske snovi. Kljub temu da so njihove molekule sestavljene samo iz ogljikovih in vodikovih atomov, so raznolika skupina organskih spojin.

Dopolni spodnje besedilo.

Metan, etan, propan in butan so pri sobnih pogojih v _______ agregatnem stanju, nerazvejeni alkani s petimi do šestnajstimi ogljikovimi atomi so v ________ agregatnem stanju, še daljši alkani pa so v ______ agregatnem stanju. Rešitev: plinastem, tekočem, trdnem. 2. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za vrednotenje; Učenci:


1 Lastnosti

ogljikovodikov spozanjo lastnosti ogljikovodikov

2 Popolno in

nepopolno gorenje

razlikujejo med popolnim in nepopolnim gorenjem ogljikovodikov, ter vpliv produktov gorenja na okolje

3 Popolno in

nepopolno gorenje

preučujejo vpliv uporabe ogljikovodikov na okolje





19

Kaj lahko iz dejstva, da ogljikovodiki plavajo na vodi, sklepamo o gostoti

ogljikovodikov in vode?

Rešitev: Gostota ogljikovodikov je manjša kot gostota vode.

Kateri so produkti pri popolnem in kateri pri nepopolnem gorenju?

Rešitev: pri popolnem gorenju nastaneta voda in ogljikov dioksid. Pri nepopolnem pa voda in ogljikov monoksid.

Napiši urejeni enačbi za popolno in nepopolno gorenje propana.

A POPOLNO: B NEPOPOLNO: Rešitev: A : C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O + ENERGIJA ; B: 2C3H8 + 7O2 6CO + 8H2O + ENERGIJA 3. učna ura



1 Eksperimentalnoraziskovalni

pristop oziroma laboratorijske spretnosti

spoznajo povezavo sveče in ogljikovodikov, razumejo gorenje ogljikovodikov in poznajo produkte, ki pri tem nastanejo, spoznajo kreking parafina

2 Zasnova eksperimenta in

razgovor o rezultatih

načrtujejo in oblikujejo eksperimentalno delo po stopnjah, samostojno izvajajo eksperimentalno delo po stopnjah, razumejo in razložijo dobljene rezultate.

Kateri so produkti reakcije pri eksperimentu A?

Rešitev: Saje, voda in ogljikov dioksid.





20

Kako smo pri eksperimentu A dokazali prisotnost plina? Ali je plin strupen?

Rešitev: z gorečo trsko, ki je ugasnila. CO2 je toplogredni plin, povzroča tanjšanje ozonske luknje, za zdravje ni strupen.

Kakšno vlogo ima pri ekperimentu B železna volna?

Rešitev: Deluje kot katalizator, pospeši reakcijo.

Naslednje trditve označi z besedo DRŽI ali NE DRŽI.

Kreking je spajanje ogljikovodikov s halogenimi elementi. ________ Kreking je značilen za alkane. ________ Alkene pri rekaciji kreking parafina prikažemo tako, da na koncu cevke iz katere izhajajo prižgemo. _________ Alkene lahko dokažemo tudi z uvajanjem v jodovico. _________

Rešitve: NE DRŽI, DRŽI, DRŽI, NE DRŽI. 4. učna ura



1 Ponavljanje

Utrjujejo znanje, ki so ga pridobili tekom skupinskega dela in eksperimentalnega dela v laboratoriju,

2 Ponavljanje znajo povezati lastnosti ogljikovodikov z njihovo uporabo v vsakdanjem življenju.

Zakaj sveča gori?

Rešitev: Parafinska sveča gori, ker je sestavljena iz parafina. Parafin je iz ogljikovodikov. Ogljikovodiki v prisotnosti kisika gorijo, nastane ogljikov dioksid in voda.

Kaj se zgodi, če pri gorenju primanjkuje kisika?

Rešitev: Pride do nepopolnega gorenja, kjer nastane kot produkt ogljikov oksid, ki je strupen plin in voda.





21

C del Vrednotenje na osnovi stretegij poučevanja Vrednotenje pisnih izdelkov učencev

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za

vrednotenje; Učenci: Ocena 1-5 / opis /

zaznamek

1

Napiše načrt oziroma poročilo raziskave

Zasnuje načrt raziskave oz. postavi raziskovalna vprašanja in/ali pozna namen raziskave/poskusov

Načrt raziskave zadošča minimalnim standardom, ki jih določi učitelj.

Zna ustrezno predvidevati raziskovalne rezultate.

Razvije ustrezen postopek raziskave in zna določiti katere spremenljivke je potrebno konktrolirati.

2 Zbira eksperimentalne podatke

Ustrezno zbere in zapiše opazovanja/podatke (npr. število opazovanj, kaj upošteva kot sprejemljivo, kako natančno so zbrani podatki, zavedanje možnih napak…).

3

Interpretira ali izračuna iz zbranih podatkov določene parametre in sklepa na njihovi osnovi

Interpretira podatke, zbrane na ustrezen način, ki ga zna upravičiti, vključno z uporabo ustreznih grafov, tabel in simbolov.

Ustrezno sklepa glede na posatavljena raziskovalna vprašanja.

4 Odgovarja na vprašanja

Zagotavlja pravilne pisne odgovore na vprašanja, podane v ustni ali pisni obliki.

Ponuja dovolj podrobne odgovore, zlasti kadar je pozvan, naj poda mnenje ali odločitev.





22

5

Riše diagrame/ tabele/modele simbolne predstavitve.

Lahko zagotovi zahtevane grafične prikaze.

Je zmožen grafično predstaviti rezultate v primerno velikih grafih in s primernimi podrobnostmi.

Sposoben zagotoviti popolne in ustrezne naslove za diagrami, slikam, tabelam.

6

Naravoslovno ali družbeno-naravoslovno mišljenje

Izkazuje ustvarjalno mišljenje in postopke pri reševanju problemov.

Poda ustrezno družbeno-naravoslovno odločitev na določeno vprašanje ali skrb, s pravilno poudarjeno naravoslovno komponento.

Vrednotenje z opazovanjem

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za

vrednotenje; Učenci: Ocena 1-5 / opis /

zaznamek

1 Deluje v skupini, med dejavnostmi in razpravo

Prispeva k delu skupine.

Sodeluje z drugimi v skupini in v celoti sodeluje pri delu skupine.

Prikazuje vodstvene sposobnosti - vodi skupino z ustvarjalnim razmišljanjem in pomagati tistim, ki potrebujejo pomoč (kognitivno ali psihomotorično); povzema rezultate.

Kaže toleranco do članov skupine in jih spodbuja.

2 Izvedbo raziskave ali poskusa

Razume cilje raziskave/eksperimentalnega dela in ve, kateri teste in/ali meritve je potrebno opraviti.

Izvaja raziskavo/eksperimentalno delo v skladu s pripravljenimi navodili/načrtom.

Uporablja laboratorijski inventar na varen način.

Do sebe in drugih deluje varno pri delu.

Vzdržuje urejeno in čisto delovno površino.





23

»Ali so sveče strupene?«

Zapiski učitelja Spojine ogljika, v katerih se povezuje z vodikom imenujemo ogljikovodiki. Ogljikovi atomi se med seboj povezujejo z enojnimi, dvojnimi in trojnimi vezmi. Na atome ogljika se vežejo še atomi vodika z enojnimi vezmi. Delitev Ko se ogljikovi atomi z vodikovimi atomi povezujejo le z enojnimi vezmi v verige imenujemo alkani. Alkane uvrščamo med aciklične ogljikovodike. So nasičeni ogljikovodiki. Spojine, v katerih se ogljikovi atomi povezujejo z enojnimi vezmi v obroče, imenujemo cikloalkani in jih uvrščamo med ciklične ogljikovodike. V molekulah nenasičenih ogljikovodikov se atomi ogljika poveujejo tudi z dvojnimi in trojnimi vezmi. Spojine, v katerih se ogljikovi atomi povezujejo z dvojnimi vezmi, pravimo alkeni. Spojine, v katerih se ogljikovi atomi povezujejo z trojnimi vezmi pa alkini. Alkeni in alkini so nenasičeni ogljikovodiki. Vir Vir ogljikovodikov sta nafta in zemeljski plin. Nafta je zmes ogljikovodikov in drugih organskih spojin. V rafinerijah jo s frakcionirno destilacijo ločijo na posamezne frakcije. Poimenovanje Imena alkanov izpeljemo iz grških števnikov, ki označujejo število ogljikovih atomov v verigi in dodamo končnico –an. Cikloalkane označujemo s predpono ciklo-, ki ji dodamo ime alkana, glede na število ogljikovih atomov. Lastnosti Fizikalne lastnosti alkanov so odvisne od števila ogljikovih atomov v molekuli in razvejanosti verige. Alkani so pri sobnih pogojih nereativni. Tališča in vrelišča ogljikovodikov naraščajo z dolžino verige ogljikovih atomov v molekulah. Ogljikovodiki imajo nepolarne molekule. Z vodo se slabo mešajo, ker imajo ogljikovodiki v primerjavi z vodo manjšo gostoto. Emulzije nastanejo med tekočinami, ki se slabo mešajo, nastanejo kapljice ene tekočine razpršene v drugi tekočini. Reakcije Značilni kemijski reakciji alkanov sta gorenje in halogeniranje. Pri gorenju se sprošča energija. Če je pri reakciji prisotno dovolj kisika, poteka popolno gorenje ogljikovodikov, pri tem nastajata ogljikov dioksid in voda. Če pa kisika ni dovolj, poteka nepopolno gorenje, nastajata pa ogljikov oksid in voda. Večji kot je delež ogljika v molekuli, bolj je plamen sajast. Nenasičeni ogljikovodiki so bolj reaktivni kot nasičeni ogljikovodiki.





24

Adicija je reakcija, ki je značilna za nenasičene ogljikovodike. Pri adiciji se na dvojno ali trojno vez veže manjša molekula. Substitucija je reakcija, značilna za nasičene ogljikovodike. Pri tej reakciji se vodikov atom v molekuli ogljikovodika zamenja z atomom neke druge nekovine. Z adicijsko polimerizacijo nastanejo iz alkenov polimeri. To je plastika, iz katere je narejena vrsta uporabnih predmetov. Onesnaževanje Fosilna goriva so poleg vira energije tudi vir onesnaževanja. Za okolje in organizme so najbolj nevarni žveplov dioksid in dušikov oksid, ki povzročajo nastanek kislega dežja. Ogljikov oksid je strupen plin. Povečana količina ogljikovega dioksida povzroča nastanek tople grede. Fluorokloroogljikovodiki pa vplivajo na tanjšanje ozonske plasti. Naloga V dvojicah se posvetujte in ugotovite s katerimi snovi/predmeti v vašem vsakdanjem življenju se srečujete in so sestavljeni iz ogljikovodikov. Pomagate si lahko z literaturo in spletom. Diskusija Predstavitve svojih ugotovitev. Učitelj pomaga pri oblikovanju enakovrednih dvojic in zagotovi potrebne pripomočke za izvajanje naloge. Učencem pri morebitni nejasnosti pomaga, odgovarja na vprašanja, svetuje. Navodila in opozorila pri pripravi materiala za eksperimentiranje POMEMBNO: učitelj pred izvedbo eksperimentov učence opozori na varno delo v laboratoriju in opomni na ustrezno zaščito (halja, očala, rokavice). Opozori jih tudi, da ko segrevamo ne smemo uporabljati rokavic. EKSPERIMENT 1: GORENJE SVEĆE a) Potrebščine in reagenti Učitelj predhodno pripravi na pladanje za vsako skupino naslednje reagente in potrebščine.

Potrebščine Reagenti Trska Parafinska sveča

Časa

Vžigalnik

Steklena palčka

brisačka

epruveta

Plastična cevka

Lij





25

c) potek dela po stopnjah Učenci s pomočjo potrebščin in reagentov sami načrtujejo in izvedejo eksperiment. Če učenci potrebujejo pomoč jim pomaga učitelj. d) opažanja in sklepi Eksperimentalno delo natančno opazujte in si rezultate beležite.

Opažanja Sklepi

Brisačka s katero smo obrisali stekleno palčko je umazana.

Ko nad svečo držimo čašo, se stene čaše orosijo.

Ko uvajamo cevko v epruveto, vanjo damo

gorečo trsko, ki ugasne.

Dokaz za nastanek saj, kar dokazuje na prisotnost ogljika.

Dokaz za nastanek vode pri reakciji.

Dokaz za nastanek ogljikovega dioksida pri reakciji.

Učenci z vžigalnikom prižgejo parafinsko svečo in opazujejo. Nekaj časa na plamenu držijo stekleno palčko in jo nato obrišejo z brisačko, s tem dokažejo saje, ki nastanejo pri gorenju, ki so dokaz za prisotnost ogljika. Nato nad plamen postavijo večjo čašo, stene čaše se orosijo, kar dokazuje nastanek vode pri reakciji. Nazadnje učenci postavijo nad svečo lij, ki ga z večjim delom obrnejo proti sveči. Na tanjši del vtaknejo plastično cevko, ki jo uvajajo v epruveto. Nato nastali plin dokažejo z gorečo trsko, ki ugasne, kar je dokaz za nastanek

ogljikovega oksida.





26

B. KREKING PARAFINA Parafin je zmes nasičenih ogljikovodikov z več kot 18 ogljikovimi atomi. Kreking ali cepitev je reakcija cepitve večjih molekul ogljikovodikov v manjše. Učitelj predhodno poda navodila za izvajanje eksperimenta. a) Potrebščine in reagenti

Potrebščine Reagenti -Epruveta z nastavkom za

odsesavanje in zamaškom z obrusom in spoko -Plisnka izpiralka

-Cev za odvod plina -Plinski gorilnik

-Čaša -Stojalo z dodatki -Železna volna

-Trska

-Parafinska sveča -Granule aluminijevega oksida

b) zaščita in varnost pri delu Učitelj opozori učence na varnost pri delu z aluminijevim oksidom c) potek dela po stopnjah Sestavimo aparaturo. Nastrgamo svečo, v epruveto damo granule aluminijevega oksida in trden parafin. Stekleno volno namestimo pod stranskim priključkom. Nato segrevamo. Nato na koncu steklene cevke prižgemo prvo, s krekingom dobljeno frakcijo. Del tekoče frakcije v v izpiralki vlijemo na filtrirni papir. Preostali del lahko uporabimo za nadaljnje poskuse.





27

Gre za demonstracijski eksperiment. Pomembno je, da je epruveta v kateri bo potekala reakcija iz težkotalnega stekla, da ne bi počila. Prvo epruveto zavržemo, ker je v njej pretežno zrak. Najprej z mehkim plamenom segrejemo ustje epruvete in se počasi s plamenom približujemo delu epruvete, kjer je parafin. Segrevamo do tališča. Nato začnemo segrevati del, kjer je katalizator, tokrat z močnejšim plamenom. Med potekom eksperimenta zamenjamo epruvete, v katerih zbiramo produkte reakcije, ko plin popolnoma izpodrine vodo. Produkti reakcije so nasičeni in nenasičeni ogljikovodiki. Nenasičenost dokažemo tako, da bomo epruvete s plinom pod vodo zamašili in nato vanje hitro dodali nekaj kapljic broma v diklorometanu. Plin v eni od epruvet prižgemo, da dokažemo sajavost plamena. d) opažanja in sklepi Eksperimentalno delo natančno opazujte in si rezultate beležite.

Opažanja Sklepi

Pri reakciji zaznavamo vonj po bencinu.

Voda iz epruvete je izginila.

Ko prižgemo plin, le-ta zagori in je sajast.

Ker pri eksperimentu nastajajo nasičeni in nenasičeni ogljikovodiki.

Pri reakciji nastaja plinasti produkt, ki je

izrinil vodo iz epruvete.

Sajavost plamena je dokaz za ogljik.

Dokazali smo, da pri reakciji dolgih molekul ogljikovodikov razpadejo na krajše molekule, gre za cepitev ali kreking. Učitelj poudari, da je reakcija ključna v industriji predelave nafte.





28

Rešitve nalog z delovnega lista za učence Vprašanja se nanašajo na eksperimenta pod točko A in B. 1. Kateri so produkti reakcije pri eksperimentu A? Voda, ogljikov dioksid, nastanejo tudi saje, ki so dokaz za ogljik. 2. Kako smo pri eksperimentu A dokazali prisotnost plina? Ali je plin strupen? S tlečo trsko, ki je zagorela. Ne pli ni strupen. 3. Napiši reakcijo gorenja plina, ki je v kuhinjskih jeklenkah. 2C6H14 + 19O2 12CO2 + 14H2O 4. Kakšno vlogo ima pri ekperimentu B železna volna? Železna volna je katalizator. Na njej poteka prekinitev vezi. 5. Naslednje trditve označi z besedo DRŽI ali NE DRŽI.

Kreking je spajanje ogljikovodikov s halogenimi elementi. NE DRŽI Kreking je značilen za alkane. DRŽI Alkene pri rekaciji kreking parafina prikažemo tako, da na koncu cevke iz katere izhajajo prižgemo. DRŽI Alkene lahko dokažemo tudi z uvajanjem v jodovico. NE DRŽI





29

6.1. Ali je reakcija gorenje sveče, ekso ali endotermna? Nariši enegijski diagram.

6.2. Kaj pa reakcija kreking parafina? Endotermna Ali razumem 1.

2. Zakaj sveča gori? Nariši katere molekule nastopijo v dimu.

Sveča gori, ker je zgrajena iz parafina. Parafin je zmes ogljikovodikov, ki služijo kot gorivo ob stiku s kisikom iz zraka.

Z modeli predstavite reakcijo gorenja propana ter dodajte simobolni zapis

+ +

C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O

H2O

CO2

E (J)

t (s)

Parafin, kisik

E

Ogljikov dioksid, voda





30

III. DEL Razišči, kako nastane parafin in za kaj ga uporabljamo poleg za izdelavo sveč? Ali je parafin strupen? Parafin pridobivamo iz nafte. Dobimo ga s suho destilacijo rjavega premoga in iz stranskih produktov (naftni derivat). Ker naftni derivati poleg parafina vsebujejo še druge snovi, ga je potrebno očistiti. Je v kapljevinasti obliki, kot parafinsko olje. Je zmes nasičenih ogljikovodikov z več kot 18 ogljikovimi atomi. Pri sobni temperaturi je trdna voskasta snov. Taliti se prične pri temperaturi nad 37°C. Uporablja se ga v medicini, kot sredstvo za odstranjevanje ušesnega masla in tekočina za čiščenje kože. V živilski industriji, kot zaščitno sredstvo, ker je neoporečen. V papirni industriji za povoščen papir, v tekstilni industiji za impregnacijo blaga in kot mazivo za pomožna sredstva v tej panogi in nasvsezadnje za izdelavo sveč. Je rumenkaste barve, zato se mu dodaja stearin, da se obarva belo. Parafin je škodlji zdravju samo ob zaužitju, saj povzroči poškodbo pljuč.





31

Reference

Glažar S., Godec. A., idr.(2009). Moja prva kemja 2. Ljubljana.

Jamšek S., idr. (24. Avgust 2016). Družina ogljikovodikov s polimeri. Prevzeto 15. Januar

2018 iz eučbeniki: https://eucbeniki.sio.si/kemija9/988/index.html

Parafin. (2017). Prevzeto 15. Januar 2018 iz Wikipedia:

https://sl.wikipedia.org/wiki/Parafin

Učni načrt – kemija (2011). Prevzeto 15. Januar 2018 iz

http://www.mizs.gov.si/fileadmin/mizs.gov.si/pageuploads/podrocje/os/prenovljeni_UN/U

N_kemija.pdf


https://eucbeniki.sio.si/kemija9/988/index.html

http://www.mizs.gov.si/fileadmin/mizs.gov.si/pageuploads/podrocje/os/prenovljeni_UN/UN_kemija.pdf

http://www.mizs.gov.si/fileadmin/mizs.gov.si/pageuploads/podrocje/os/prenovljeni_UN/UN_kemija.pdf

ali so sveče strupene? - university of ljubljana · 2020. 9. 14. · modul je pripravil valentina...

Documents