MASARYKOVA UNIVERZITA

MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA KATEDRA FYZIKY, CHEMIE A ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ

Vybrané přípravy na vyučovací hodiny chemie 9. ročníku pro učitele ZŠ Diplomová práce

Brno 2015

Vedoucí práce: Mgr. Irena Plucková, Ph.D.

Autor práce: Bc. Ivana Lavičková

Bibliografický záznam LAVIČKOVÁ, Ivana. Vybrané přípravy na vyučovací hodiny chemie 9. ročníku pro učitele ZŠ: diplomová práce. Brno: Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická, Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání, 2015. 171 s. Vedoucí diplomové práce Mgr. Irena Plucková, Ph.D.

Anotace Tato diplomová práce se zabývá tvorbou příprav na vyučovací hodiny chemie devátého ročníku základní školy. Příprava na vyučování je nedílnou součástí pedagogické práce každého učitele. Tato činnost je velmi časově náročná, proto je nezbytné vytvoření souboru příprav na výuku. Přípravy uvedené v této diplomové práci jsou vytvořeny pro použití učitelem přímo ve výuce, nebo mohou sloužit jako vzor pro tvorbu vlastní přípravy. V teoretické části jsou uvedeny informace o plánování a struktuře výuky. Stěžejní částí této diplomové práce je praktická část obsahující vytvořený soubor příprav na výuku chemie. Součástí praktické části diplomové práce je také orientační výzkum zaměřený na analýzu dotazníků vyplněných učiteli, kterým byly vybrané přípravy na vyučovací hodiny předloženy k posouzení. V závěru práce je shrnuta vhodnost těchto příprav pro výuku.

Annotation This Diploma thesis describes the creation of preparations for chemistry lessons for ninth grade elementary school teachers. The preparation for teaching is an integral part of the pedagogical work of every teacher. This activity is very time consuming, so it is necessary to create a set of lesson plans. Preparations presented in this thesis are designed to be used by teachers directly in the classroom, or they can be used as examples for making their own preparations. In the theoretical section are provided information about planning and structure of teaching. The main, practical, part of this thesis is the creation of a set of lesson plans for chemistry lessons. The practical part of the thesis also includes an indicative research which is focused on the analysis of questionnaires filled by teachers who evaluated the preparations. The conclusion of this thesis summarizes the suitability of these preparations for teaching.

Klíčová slova Příprava, vyučování, chemie, základní škola, 9. ročník, učitel

Keywords Preparation, lessons, chemistry, elementary school, 9th grade, teacher

Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracovala samostatně a použila jen prameny uvedené v seznamu literatury.

V Brně 29. 3. 2015

_______________________________ podpis

Poděkování Ráda bych touto cestou poděkovala vedoucí své diplomové práce Mgr. Ireně Pluckové, Ph.D. za odborné vedení, cenné rady a připomínky při vypracovávání této práce. Dále chci také poděkovat své rodině a svému příteli za podporu po celou dobu mého studia.

OBSAH ÚVOD A CÍLE PRÁCE ........................................................................................................ 8 TEORETICKÁ ČÁST ........................................................................................................... 9 1.

PLÁNOVÁNÍ VÝUKY ................................................................................................. 9 1.1.

2.

Studium kurikulárních dokumentů ....................................................................... 10

1.1.1.

Vzdělávací programy..................................................................................... 10

1.1.2.

Tematický plán učiva..................................................................................... 10

1.1.3.

Učebnice chemie............................................................................................ 12

PŘÍPRAVA NA VYUČOVACÍ HODINU.................................................................. 13 2.1.

Obecná část přípravy ............................................................................................ 14

2.1.1.

Formy výuky ................................................................................................. 14

2.1.2.

Metody výuky ................................................................................................ 15

2.1.3.

Pomůcky a chemikálie ................................................................................... 16

2.1.4.

Zařazení tématu dle RVP ............................................................................... 17

2.1.5.

Výchovně vzdělávací cíle .............................................................................. 18

2.1.6.

Kompetence ................................................................................................... 19

2.2.

Analýza učiva ....................................................................................................... 20

2.2.1.

Vědomosti...................................................................................................... 20

2.2.2.

Dovednosti ..................................................................................................... 20

2.2.3.

Návyky .......................................................................................................... 21

2.2.4.

Myšlenkové operace ...................................................................................... 21

2.2.5.

Praktický dopad ............................................................................................. 21

2.3.

Scénář výuky......................................................................................................... 22

2.3.1.

Úvodní a závěrečná fáze hodiny.................................................................... 22

2.3.2.

Motivační fáze hodiny ................................................................................... 22

2.3.3.

Opakovací část hodiny................................................................................... 23

2.3.4.

Expoziční fáze hodiny ................................................................................... 23

2.3.5.

Fixační fáze hodiny ....................................................................................... 23

2.3.6.

Aplikační fáze hodiny.................................................................................... 23

2.3.7.

Diagnostická fáze hodiny .............................................................................. 24

2.3.8.

Časové rozvržení hodiny ............................................................................... 24

PRAKTICKÁ ČÁST ........................................................................................................... 25 3.

VYTVOŘENÉ PŘÍPRAVY PRO VÝUKU CHEMIE ................................................ 25

4.

ORIENTAČNÍ VÝZKUM ......................................................................................... 163

ZÁVĚR .............................................................................................................................. 165 SEZNAM OBRÁZKŮ A TABULEK ............................................................................... 166 POUŽITÉ ZDROJE........................................................................................................... 167 SEZNAM PŘÍLOH (na CD) ............................................................................................. 171

ÚVOD A CÍLE PRÁCE Úvod diplomové práce Téma této diplomové práce bylo zvoleno na základě zkušeností z pedagogické praxe vykonávané na základní škole. Příprava na vyučování patří k jednomu z nejdůležitějších bodů při výkonu pedagogického povolání. Na vyučovací hodinu učitel nemůže přijít nepřipravený. Učitel sám je zprostředkovatelem nové látky žákům a organizátorem výuky. Studenti se v rámci učitelské praxe přesvědčují o tom, že vypracovávání příprav na hodinu patří k velmi časově náročným činnostem. Přípravy zpracované v této diplomové práci mají učiteli především ulehčit práci, nabízet možnosti pojetí některých fází hodiny, případně ukázat námět toho, jak může hodina na dané téma vypadat. Samozřejmostí je, že každý učitel je jiný, liší se jak osobností, stylem učení, tak i nároky na žáky. Vytvořené přípravy nemusí vyhovovat každému učiteli, mohou však být vhodným vodítkem k vypracování vlastní přípravy. Použití příprav zpracovaných v této diplomové práci pro vyučování vybraných témat chemie devátého ročníku výrazně zkracuje celkový čas kompletní přípravy učitele na hodinu. V přípravách jsou uvedeny jak organizační záležitosti (použité formy, metody, pomůcky a chemikálie, které je třeba si připravit), tak i příklady kompetencí, výchovně vzdělávacích cílů, dovedností a návyků rozvíjených v dané hodině. Nedílnou součástí každé přípravy je scénář výuky přehledně rozdělený do jednotlivých částí hodiny. Scénář výuky obsahuje i konkrétní návrhy na pokusy, hlavní body výkladu, doprovodné otázky a příklad zápisu do sešitu pro žáky. Převážná většina příprav této diplomové práce byla využita přímo pro výuku v rámci učitelské praxe na Cyrilometodějské církevní základní škole v Brně.

Cíle diplomové práce Hlavním cílem této diplomové práce bylo vytvoření kompletního souboru příprav pro výuku vybraných témat chemie devátého ročníku základní školy. Dílčím a neméně důležitým cílem byl orientační výzkum zaměřený na analýzu dotazníků vyplněných učiteli, kterým byly zpracované přípravy na vyučovací hodiny předloženy k posouzení. 8

TEORETICKÁ ČÁST 1. PLÁNOVÁNÍ VÝUKY Povolání pedagoga s sebou přináší spoustu povinností. Pedagog by měl být jak odborníkem ve svých oborech, tak osobností s příkladným charakterem, vychovatelem, psychologem, ale i organizátorem a vedoucím vyučovacího procesu. Dále by měl mít výborné komunikační schopnosti, měl by umět motivovat žáky a spravedlivě je hodnotit [1]. Tato diplomová práce se věnuje především organizačním schopnostem učitele chemie. Plánování a příprava výuky je jednou z nejdůležitějších součástí práce učitele. Důkladná příprava by měla být samozřejmostí pro každého učitele, především toho začínajícího [2]. Vzhledem k členění přípravy učitele v rámci vzdělávacího procesu můžeme rozlišovat

přípravu

dlouhodobou

(perspektivní)

a

krátkodobou

(bezprostřední).

Dlouhodobá příprava na vyučování zahrnuje prostudování kurikulárních dokumentů a vytvoření tematického plánu učiva. Ten se vztahuje k učivu celého školního roku a zahrnuje všechna témata daného vyučovacího předmětu. Učitel si rozplánuje učivo a promyslí si způsoby výuky pro konkrétní témata [3]. Při přípravě bezprostřední učitel vychází z perspektivní přípravy. Bezprostřední příprava je již mnohem podrobnější a zaměřuje se na konkrétní jednotku – vyučovací hodinu. Obsahuje jak organizační záležitosti, tak didaktickou analýzu učiva. Tyto záznamy by měly být učitelem každoročně doplňovány a prohlubovány díky nabývajícím zkušenostem učitele [3]. Příprava na vyučovací hodinu tvoří podklad pro vlastní výuku s návazností na hodinu předchozí a zároveň s výhledem na hodinu následující [2]. Je nezbytné přizpůsobit učební látku charakteristikám dané třídy, neboť každá třída je jiná a vyučovací hodiny na stejné téma se mohou značně lišit [4].

9

1.1. Studium kurikulárních dokumentů Učitel by měl při vypracovávání přípravy na vyučovací hodinu vycházet z pedagogických podkladů, těmi jsou: rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání (RVP ZV), školní vzdělávací program (ŠVP), tematický plán učiva a v neposlední řadě učebnice chemie [4].

1.1.1. Vzdělávací programy Bílá kniha neboli Národní program rozvoje vzdělávání v České republice je základním dokumentem české vzdělávací politiky. Tento dokument byl vytvořen Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy ČR [4]. Bílá kniha formuluje vládní strategii v oblasti vzdělávání, která odráží celospolečenské zájmy a dává konkrétní podněty k práci jednotlivých škol [5]. Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání je dokument, který vymezuje výsledky vzdělávání a učivo, které je škola nucena povinně zařadit do svých školních vzdělávacích programů [6]. Školní vzdělávací program si vytváří jednotlivé školy samy. Vždy však musí vycházet z rámcového vzdělávacího programu [4].

1.1.2. Tematický plán učiva Tematický plán učiva je dokument, který vymezuje tematické celky a počty hodin, které jim budou věnovány. Někdy mohou být formulovány i výukové cíle tematických celků učiva. Vypracování tematického plánu by mělo být individuální záležitostí každého učitele, případně spolupráce vyučujících daného předmětu. Tematický učební plán je vytvářen na základě školního vzdělávacího programu. Jedná se o dlouhodobou přípravu na hodinu [4]. V tabulce 1 je uveden tematický plán učiva chemie 9. ročníku základní školy.

10

Tab. 1 – Časově tematický plán učiva chemie 9. ročníku [autor: Ivana Lavičková]

Měsíc

Tematický celek

Počet hodin

Září

Opakování učiva 8. r.

6

Redoxní reakce

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 1 2 2

Říjen

Zdroje energie

Listopad Organická chemie Uhlovodíky Prosinec

Deriváty uhlovodíků Leden

Únor

Březen Přírodní látky Duben

Chemie kolem nás Květen

Červen 11

Téma hodiny

1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Redoxní reakce Redoxní reakce kovů Elektrolýza Galvanický článek a koroze Laboratorní cv. 1 – elektrolýza Zdroje energie, uhlí Ropa Zemní plyn, Elektrárny v ČR Obnovitelné zdroje energie Opakování Úvod do organické chemie Organické látky Alkany Alkeny Alkyny, areny – úvod Areny, opakování uhlovodíky Opakování uhlovodíky Deriváty uhlovodíků Halogenderiváty Dusíkaté deriváty Hydroxyderiváty – alkoholy Vícesytné alkoholy a fenoly Karbonylové sloučeniny – aldehydy a ketony Karboxylové kyseliny – úvod Karboxylové kyseliny Soli, estery karboxylových kyselin Opakování Chemické složení organismů Cukry Tuky Bílkoviny Nukleové kyseliny Chemie a výživa Chemie a zemědělství Chemie a zdraví Chemie a průmysl Nebezpečí chemie Chemie a životní prostředí

4

Opakování

1.1.3. Učebnice chemie Učebnice zaujímají již několik století velmi důležité místo mezi učebními pomůckami. Učitel by měl porovnat obsah učebnice s obsahem učiva vymezeným osnovami. V případě, že obsahy nesouhlasí, měl by učitel využít doplňujících materiálů [7]. Při vypracovávání příprav pro tuto diplomovou práci bylo využito informací z učebnic nakladatelství: Fortuna, Fraus, Nová škola, Prodos, Scientia a SPN. Tyto učebnice byly použity z důvodu, že všechny vlastní schvalovací doložku Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy pro výuku chemie na základní škole a nižších ročnících gymnázia. Dle různých diskusí na internetu patří mezi nejpoužívanější učebnice nakladatelství Fraus, Nová škola a Fortuna (Základy chemie 1, 2).

12

2. PŘÍPRAVA NA VYUČOVACÍ HODINU Každá příprava na vyučovací hodinu by měla být sestavována na základě tematického plánu učiva. Příprava by měla navazovat na hodinu předcházející a být předlohou pro hodinu následující. Přípravy v této diplomové práci byly zpracovány na základě prostudování učebnic několika nakladatelství. Přípravy na vyučovací hodiny jsou v této diplomové práci zpracovány tak, aby byly co nejvíce přehledné a neobsahovaly dlouhé odstavce textu znesnadňující orientaci. Učitel nemá přípravy žákům předčítat. Mají být pouze jeho pomocným materiálem, který má po ruce, podle něhož si vytváří koncepci své vyučovací hodiny a jehož bodů se při samotné výuce drží. Zpracované přípravy jsou pro přehlednost uspořádány do tabulek. Příprava vždy obsahuje návod a náležitosti k jedné, či dvěma vyučovacím hodinám. Každá příprava je rozdělena do tří hlavních částí: obecná část, analýza učiva a scénář výuky. Významným těžištěm každé přípravy je právě samotný scénář výuky. Ve vypracovaném scénáři byla nabídnuta především vhodná motivace, která by měla v žácích probouzet chuť poznávat dané téma více. V opakovací, fixační a aplikační části výuky jsou popsány aktivity, které se dají využít k těmto účelům, případně jsou nabídnuty otázky s odpověďmi. Expoziční část je nejčastěji tvořena výkladem, jenž je popsán pouze v bodech, aby bylo možné se v přípravě lépe a především rychleji orientovat. Toto rozvržení také poskytuje volnost pro osobnost učitele a jeho způsob pojetí výkladu. Cílem nebylo napsat věty, které se má učitel naučit nazpaměť a opakovat je. Byly vytvořeny pouze záchytné body, které budou udávat směr výkladu a představovat nápovědu k pokračování v případě, že se učitel během výkladu „zapovídá“. Záchytné body jsou v textu příprav zvýrazněny tučným písmem. Vysvětlení pojmů je uvedeno v závorkách za pojmy. Součástí každé přípravy je rovněž zápis do sešitu. V několika případech je součástí přípravy vyplněný pracovní list, či písemný test. Pracovní listy někdy slouží jako zápis z vyučovací hodiny.

13

2.1. Obecná část přípravy Obecná část přípravy zahrnuje téma hodiny, ročník, ve kterém je výuka realizována, časovou dotaci tématu, dále formu výuky, metody výuky, pomůcky a chemikálie, které si musí učitel pro danou hodinu připravit. Součástí přípravy je i zařazení tématu dle rámcového vzdělávacího programu, rozvíjené mezipředmětové vztahy a hlavní body vymezující výchovně vzdělávací cíle a klíčové kompetence.

2.1.1. Formy výuky Forma výuky je uspořádání podmínek vyučovacího procesu, tak aby mohlo dojít k realizaci vyučování [3]. Je to tedy způsob organizace výuky.

Klasifikace forem výuky dle činnosti učitele a žáka podle Maňáka [3]: hromadná výuka skupinová výuka individuální výuka individualizovaná výuka

Hromadná výuka Jedná se o nejrozšířenější organizační formu výuky. Předpokladem hromadné výuky je vytvoření skupiny žáků podobné věkové a mentální úrovně, tedy školní třídy. Žáci jsou při této formě výuky vyučováni hromadně, ve stejném čase je jim zprostředkována stejná učební látka a plní stejné učební úkoly [7]. V rámci této formy výuky je ještě možné členění na výuku frontální a samostatnou práci. Při frontální výuce má učitel dominantní postavení. Kontroluje a usměrňuje veškeré aktivity žáků. Cílem je, aby si žáci osvojili co nejvíce poznatků. Frontální výuka ovšem často vede k pasivitě žáků a nepodporuje samostatné myšlení žáků. Je pro ni podstatné zvládnutí učiva [8]. Hromadná výuka pojatá jako samostatná práce značí, že všichni žáci mají zadaný stejný úkol, ale na jeho plnění pracuje každý žák samostatně. Příkladem využití tohoto typu výuky může být písemný test.

14

Skupinová výuka Při této formě výuky jsou žáci rozděleni do skupin. V posledních letech se objevuje označení kooperativní výuka, která je založena na spolupráci (kooperaci) žáků při řešení úloh či problémů a individuálním přínosu každého žáka pro skupinu. Pozitivem skupinové výuky je především rozvíjení vztahů mezi žáky a rozvoj komunikačních a sociálních a personálních kompetencí [6]. Skupinovou výuku lze členit dle různých kritérií do mnoha kategorií. V rámci přehlednosti a přínosnosti pro pedagogy bylo zvoleno jednoduché členění, které uvádí Vodová [9], a to podle charakteru práce žáků na homogenní a heterogenní. Pokud skupiny žáků ve třídě řeší stejné úkoly, je tento typ skupinové výuky označen jako homogenní skupinová práce. Pokud každá skupina řeší jiný úkol, jedná se o výuku skupinovou heterogenní. Individuální a individualizované formy výuky nebyly v rámci příprav použity, proto zde nebudou podrobněji rozpracovány.

2.1.2. Metody výuky Pojmem vyučovací metoda označuje Skalková [6] způsob uspořádání činností učitele a žáků, s jejichž pomocí je dosaženo stanovených cílů. Maňák [3] nazývá metody výuky přímo jako cesty, které jsou použity k dosažení těchto cílů. Komplexní klasifikace základních metod výuky dle didaktického aspektu [3]: Metody slovní Monologické metody (vyprávění, vysvětlování, výklad) Dialogické metody (rozhovor, diskuse) Metody písemných prací (písemná cvičení) Práce s učebnicí, knihou Metody názorně demonstrační Pozorování předmětů a jevů Předvádění (předmětů, modelů, pokusů) Demonstrace obrazů statických Projekce statická a dynamická

15

Metody praktické Nácvik pohybových a pracovních dovedností Žákovské laborování Pracovní činnosti (dílny, pozemky) Grafické a výtvarné činnosti

Ve vypracovaných přípravách na hodiny chemie je v rámci této práce využito klasických výukových metod, které vyhovují největšímu počtu pedagogů. Hlavní část expozice je většinou pojata monologickou metodou výkladu, vysvětlování nebo popisu. Samozřejmostí je doplnění těchto metod metodami dialogickými (rozhovor, diskuse), které jsou nezbytné pro žákovo pochopení a upevňování znalostí. Dalšími využitými metodami jsou i metody písemných prací nebo práce s učebnicí. Zvláště v hodinách chemie je velmi efektivní využívání metod názorně demonstračních (pozorování jevů, předvádění pokusů). Součástí by mělo být i doplnění demonstrací statických obrazů, či projekcí dynamickou (videem). Ve dvou případech bylo v diplomové práci navrženo využití metody žákovského laborování a v rámci tématu Karboxylové kyseliny využití grafických a výtvarných činností v podobě tvorby informačního plakátu.

2.1.3. Pomůcky a chemikálie Pomůcky potřebné k výuce chemie jsou materiálními didaktickými prostředky, které usnadňují dosahování cílů výuky a zkvalitňují vzdělávací proces. Do této kategorie můžeme zařadit také chemikálie potřebné pro provádění chemických experimentů. Pomůcky pro výuku chemie mohou mít různou podobu. Patří sem vzorky přírodnin, laboratorní pomůcky, přístroje, soupravy k žákovským pokusům, modely, obrazové pomůcky (obrazy, fotografie, tabulky, grafy, mapy), videozáznamy, učebnice, pracovní sešity, pracovní listy a pomocné texty [2]. Mnohé učební pomůcky si může učitel i sám vyrobit, například pracovní listy, učební texty nebo pomůcky potřebné k didaktickým hrám [4].

16

2.1.4. Zařazení tématu dle RVP Očekávané výstupy a učivo (vzdělávací obsah) základního vzdělávání jsou dle RVP ZV [10] členěny do devíti vzdělávacích oblastí: Jazyk a jazyková komunikace Matematika a její aplikace Informační a komunikační technologie Člověk a jeho svět Člověk a společnost Člověk a příroda Umění a kultura Člověk a zdraví Člověk a svět práce Každá tato oblast je tvořena jedním nebo více vzdělávacími obory. Vzdělávací obor Chemie patří společně s obory Fyzika, Zeměpis a Přírodopis do vzdělávací oblasti Člověk a příroda. Samotný vyučovací obor Chemie se dále dělí do sedmi tematických celků: Pozorování, pokus a bezpečnost práce Směsi Částicové složení látek a chemické prvky Chemické reakce Anorganické sloučeniny Organické sloučeniny Chemie a společnost V rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání jsou uvedeny ke každému tematickému celku očekávané výstupy a probírané učivo. Vybraná témata této diplomové práce pocházejí pouze z tematického celku Chemické reakce a Organické sloučeniny. Dále je ještě možné zařazení povinné součásti základního vzdělávání, tzv. průřezových témat do učiva chemie. Průřezová témata představují aktuální problémy současného světa a přispívají ke komplexnosti vzdělání a rozvíjení klíčových kompetencí. 17

Mezi průřezová témata základního vzdělávání patří: Osobnostní a sociální výchova Výchova demokratického občana Výchova k myšlení v evropských a globálních souvislostech Multikulturní výchova Environmentální výchova Mediální výchova V chemii se nejvíce nabízí propojení s Environmentální výchovou. Je také třeba dbát na propojení učiva v rámci mezipředmětových vztahů. Pro žáky je toto propojení učiva z jednotlivých předmětů velice přínosné [4].

2.1.5. Výchovně vzdělávací cíle Pojem výchovně vzdělávací cíl označuje zamýšlený a očekávaný výsledek vyučování, ke kterému žáci za pomoci učitele směřují. Tento výsledek můžeme pozorovat jako rozdíl mezi vědomostmi, dovednostmi a vlastnostmi žáků před výukou a po ní [6]. Aby výchovně vzdělávací cíle plnily svoje funkce, měly by podle Drahovzala [11] splňovat tato základní pravidla: přiměřenost jednoznačnost a stručnost kontrolovatelnost Přiměřenost je dána vhodností pro žáky daného ročníku, kterých se výuka týká. Cíle mají být dostatečně náročné, přesto musí být splnitelné pro všechny žáky. Jednoznačnost nepřipouští zaměnitelnost smyslu výkladu daného cíle. Stručnost vymezuje jasné a konkrétní vyjádření podstaty cíle. Kontrolovatelnost můžeme považovat za jednu z nejdůležitějších vlastností cílů. Je nezbytná formulace cílů tak, abychom si po vyučovací hodině mohli odpovědět na to, jestli bylo daného cíle v hodině dosaženo, či nikoli. Při formulování výchovně vzdělávacích cílů můžeme vycházet z Bloomovy taxonomie kognitivních cílů uvedených v tabulce 2. 18

Tab. 2 – Bloomova taxonomie kognitivních cílů [4] B. S. Bloom – taxonomie kognitivních cílů Kognitivní cíl

Sloveso charakterizující žákovu činnost

Znalost

definovat, doplnit, napsat, opakovat, pojmenovat, popsat, přiřadit, seřadit, reprodukovat, vybrat, vysvětlit, určit, …

Porozumění

dokázat jinak formulovat, uvést příklad, interpretovat, objasnit, vysvětlit, odhadnout, opravit, přeložit, převést, vyjádřit jinak (vlastními slovy, jinou formou), vypočítat, zkontrolovat, změřit, …

Aplikace

aplikovat, demonstrovat, diskutovat, interpretovat údaje a vztahy, načrtnout, navrhnout, plánovat, použít, prokázat, registrovat, řešit, uvést vztah mezi…, uspořádat, vyčíslit, vyzkoušet, …

Analýza

analyzovat, najít princip uspořádání, provést rozbor, rozhodnout, rozlišit, rozdělit, specifikovat, …

Syntéza

kategorizovat,

klasifikovat,

syntetizovat,

kombinovat,

skládat,

modifikovat, napsat sdělení (zprávu), navrhnout, organizovat, shrnout, vyvodit obecné závěry, … Hodnocení

argumentovat, obhájit, ocenit, oponovat, podpořit (názory), porovnat, posoudit, provést kritiku, prověřit, srovnat s normou, vybrat, vyvrátit, uvést klady a zápory, zdůvodnit, zhodnotit, …

2.1.6. Kompetence Kompetence jsou obecné schopnosti založené na znalostech a zkušenostech, díky kterým se jedinec může rozvíjet a úspěšně začlenit do společnosti [6]. Cílem vzdělávání je, aby všichni žáci získali soubor klíčových kompetencí a byli připraveni pro celoživotní učení se, další vzdělávání, pracovní proces, vstup do života a uplatnění se ve společnosti. Jedná se o dlouhodobý proces pokračující i v dalším vzdělávání. K vytváření a rozvíjení kompetencí by měl být směřován vzdělávací obsah i všechny aktivity a činnosti, které ve škole probíhají [10]. Dle dokumentu RVP ZV [10] jsou vymezeny následující kompetence: kompetence k učení, kompetence k řešení problémů, kompetence komunikativní, kompetence sociální a personální, kompetence občanské a kompetence pracovní.

19

2.2. Analýza učiva Analýza učiva by měla předcházet bezprostřední přípravě na hodinu. Učitel si musí pečlivě utřídit učivo a vybrat poznávací procesy, pomocí nichž bude dosaženo požadovaných výsledků [3]. Analýza učiva v přípravách uvedených v této práci zahrnuje tyto části: pojmy, dovednosti, návyky, myšlenkové operace a praktický dopad výuky.

2.2.1. Vědomosti Vědomosti jsou pamětně osvojená fakta. Mezi vědomosti můžeme zařadit jednotlivé informace a údaje, pojmy, definice, zákony apod. Měřítkem efektivity získání vědomostí by neměla být pouze kvantita vědomostí, ale především jejich kvalita, tedy hloubka pochopení a schopnost aplikace těchto vědomostí [3]. Pro přehlednost jsou ve vypracovaných přípravách vědomosti označeny jako pojmy, které s danou hodinou souvisí. Pojmy se dále v rámci práce rozdělují na opěrné, nové a rozšiřující. Pojmy opěrnými jsou myšleny takové pojmy, které by měl žák již znát z předchozích hodin chemie, nebo se s nimi seznámil v rámci hodin jiných předmětů. Pojmy, které se váží k aktuálně probíranému tématu a které žák do té doby nezná, jsou označeny jako nové. Pojmy rozšiřující zastupují pojmy, které rozšiřují učivo a jsou určeny pro zvídavé žáky. Jejich znalost není nutná pro pochopení daného tématu.

2.2.2. Dovednosti Podle Maňáka [3] označujeme dovednosti jako učením získané předpoklady k vykonávání určité činnosti. Dovednosti vznikají v návaznosti na vědomosti opakovaným nácvikem. Pro účely této diplomové práce je dostačující dělení dovedností na intelektuální, senzomotorické, komunikační a sociální. Intelektuální dovednosti jsou nezbytné pro myšlenkové pochody a úsudky a tvoří dokonce základ výuky chemie. Tyto dovednosti se projevují například při tvorbě vzorců a zapisování chemických rovnic. Senzomotorické dovednosti, které značí koordinaci smyslů (senzoriky) a pohybu (motoriky), souvisí nejčastěji s experimenty. Žáci je využívají při sestavování chemických aparatur a práci s chemikáliemi. Komunikační a sociální dovednosti jsou využívány 20

při komunikaci mezi žákem a učitelem nebo mezi žáky navzájem. Jedná se o popisování, vysvětlování, či řešení problémů [12]. Komunikační a sociální dovednosti nejsou v přípravách uvedeny, neboť jsou zmíněny v rámci klíčových kompetencí.

2.2.3. Návyky Návyky označujeme jako zautomatizované vykonávání úkonů. Mohou sem patřit návyky hygienické, návyky držení těla a chůze, návyky spojené s řečí, dále návyky společenské a pracovní [3]. V přípravách je věnována pozornost pouze návykům hygienickým a pracovním, které jsou v rámci chemie rozvíjeny nejčastěji.

2.2.4. Myšlenkové operace Myšlenkové operace jsou činnosti, pomocí nichž lze vykonávat danou úlohu. Souvisí s intelektuálními dovednostmi. Příkladem myšlenkových operací může být: analýza, syntéza, srovnávání, dedukce, indukce a konkretizace [13].

2.2.5. Praktický dopad Aby bylo učivo pro žáky zajímavé, motivující a přínosné, je třeba přiblížit ho zájmům a potřebám žáka. Učitel by se měl snažit poukázat na propojení učiva s reálným světem, případně žákovým životem. Pokud žák nevidí souvislosti, nechápe, proč je třeba dané učivo vůbec probírat [7].

21

2.3. Scénář výuky Scénář výuky předkládá rozvržení vyučovací hodiny do jednotlivých částí a popis aktivit, které v těchto fázích probíhají. I přesto, že jsou zde uváděny odděleně, v mnohých hodinách dochází během výuky k jejich vzájemnému prolínání. V některých typech vyučovacích hodin se může dokonce měnit jejich pořadí nebo se některé fáze výuky nemusí vůbec objevovat. Scénář výuky je rozdělen na tyto části: úvod, motivace, opakování, expozice, fixace, aplikace, závěr, případně i diagnostika. Odučené přípravy jsou navíc doplněny sebereflexí.

2.3.1. Úvodní a závěrečná fáze hodiny Úvodní fáze hodiny je zahájena příchodem učitele do učebny a jeho pozdravem s žáky. Měla by následovat kontrola prezence a zápis do třídní knihy. Poté by měl učitel seznámit žáky s organizačními záležitostmi, tedy tím jak bude daná hodina vypadat a co se v ní od žáků očekává. Naopak v závěrečné fázi by měl učitel shrnout danou vyučovací hodinu, zhodnotit průběh této hodiny a chování žáků. Následuje poděkování za pozornost a rozloučení s žáky.

2.3.2. Motivační fáze hodiny Motivační fáze vyučovací hodiny má žáka po psychické stránce připravit na učivo, které bude v hodině probíráno. Tato fáze má žáka motivovat k učení a navozovat u něj zájem o dané učivo. Nejvhodnější je také přiblížení učební látky každodenním zkušenostem žáků a jejich životům [4]. Motivace má zvyšovat efektivitu učební činnosti žáků. Rozlišujeme motivaci vnitřní a vnější. Vnitřní motivace je u žáka dána jeho zájmem o získání nových poznatků nebo oblíbeností vyučovacího předmětu [3]. Vnější motivace je vytvářena tím, že žák je motivován vnějšími činiteli, například učí se, aby dostal dobrou známku, následně byl pochválen rodiči, dostal kapesné apod.

22

Učitel musí žáky záměrně motivovat a vytvářet vhodné podmínky pro učení. Nesmíme zapomínat ani na to, že učitel sám svým přístupem a chováním může z velké části ovlivnit žákův postoj k vyučovacímu předmětu. Motivace by měla být především pozitivní a stimulační. Nepříznivé je využití negativní motivace, tedy trestu [3].

2.3.3. Opakovací část hodiny Jedná se o část hodiny, ve které probíhá opakování tématu minulé vyučovací hodiny. Na zopakované učivo se poté naváže expozicí nového učiva. Zároveň slouží k fixaci (upevňování) a procvičení probrané látky.

2.3.4. Expoziční fáze hodiny Expoziční fáze vyučovací hodiny spočívá především v předávání nového učiva žákům. Stěžejním bodem této části je výklad nové látky probíhající nejčastěji slovní metodou výkladu doplněnou rozhovorem učitele s žáky, či metodou názorně demonstrační. Průběžné shrnutí jednotlivých částí vyústí v celkový přehled nové látky, ze které je žákům zprostředkován zápis do sešitu [11]. V této fázi jsou žákům nejen zprostředkovávány nové vědomosti, ale dochází k vytváření pojmů, představ a základů pro budování dovedností a návyků. Expozice zahrnuje všechny způsoby a postupy, kterými si žáci osvojují učivo v dané hodině [4].

2.3.5. Fixační fáze hodiny Fixační fáze je velmi důležitou částí hodiny, neboť dochází k opakování a upevňování osvojených vědomostí a dovedností. Fixace probíhá především formou opakování a procvičování [11].

2.3.6. Aplikační fáze hodiny Aplikace patří k vrcholu vyučovacího procesu. Získané teoretické vědomosti a dovednosti jsou použity v praktické činnosti [4].

23

2.3.7. Diagnostická fáze hodiny Tato fáze výuky je označována jako kontrolní, protože si při ní učitel ověřuje a hodnotí žákovy vědomosti o probíraném tématu [4]. Tato učitelova zpětná vazba je velice důležitá pro zjištění úspěšnosti výuky. V případě negativních výsledků učitel může analyzovat příčiny a pokoušet se o nápravu. Učitel může zvolit různé formy diagnostikování, například ústní, písemné, grafické, pohybové, nebo kombinované. Nedílnou součástí této fáze je i hodnocení neboli známkování [3].

2.3.8. Časové rozvržení hodiny Ačkoli čas ve výuce hraje podstatnou roli, bylo rozhodnuto o tom ho ve scénářích příprav neuvádět. Není nutné, aby se učitel při vedení hodiny stresoval nedodržením stanoveného času. Nelze totiž vhodně odhadnout, jakým směrem se bude výuka ubírat a kolik času bude na jednotlivé aktivity potřeba. Samozřejmostí jsou i časové rozdíly mezi výukami v různých třídách. Tyto rozdíly jsou způsobeny především kázní, šikovností žáků, předchozími vědomostmi a počtem dotazů.

24

PRAKTICKÁ ČÁST 3. VYTVOŘENÉ PŘÍPRAVY PRO VÝUKU CHEMIE V této části diplomové práce jsou uvedeny jednotlivé přípravy na hodiny. Odpovědi na otázky jsou v přípravách psány kurzívou. Správné odpovědi v pracovních listech a písemných testech jsou znázorněny modrou barvou. Nevyplněné pracovní listy a písemné testy připravené pro tisk jsou vloženy společně s pomůckami v přílohách diplomové práce. Pro vypracování příprav byla zvolena tato témata: 1. Elektrolýza 2. Galvanický článek, koroze 3. Laboratorní cvičení 1 – galvanický článek 4. Zdroje energie, uhlí 5. Ropa 6. Zemní plyn, elektrárny v České republice 7. Obnovitelné zdroje energie 8. Opakování zdroje energie, organická chemie (úvod) 9. Organická chemie (pokračování) 10. Alkany 11. Zástupci alkanů 12. Alkeny 13. Alkyny, areny 14. Zástupci arenů, uhlovodíky (opakování) 15. Halogenderiváty (úvod) 16. Halogenderiváty (pokračování) 17. Dusíkaté deriváty 18. Jednosytné alkoholy 19. Vícesytné alkoholy, fenoly 20. Laboratorní cvičení 2 – alkoholy 21. Aldehydy, ketony 22. Karboxylové kyseliny (úvod) 23. Karboxylové kyseliny (dvouhodinové pokračování) 24. Soli, estery karboxylových kyselin 25

1. ELEKTROLÝZA Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min

Forma výuky: normativní hledisko:

hodina základního typu

sociální hledisko:

hromadná

(frontální),

hromadná

(samostatná

práce) Metody výuky:

názorně demonstrační – žákovský pokus verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – projekce dynamická – video verbální – práce s pracovním listem a učebnicí

Další informace (dle formy např. velikost skupin): Pomůcky a chemikálie:

pokus „Kapesní elektrolýza“ (9 V baterie, vodiče, špendlíky, plastová kapátka, roztok NaCl) vytištěné pracovní listy (viz příloha č. 1) video [26]

Zařazení do výuky dle RVP: Vzdělávací oblast:

Člověk a příroda

Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:

Chemické reakce

Průřezové téma:

-

Mezipředmětové vztahy:

Fyzika – elektrický proud, pokovení, galvanický článek

Výchovně vzdělávací cíle: •

Žák definuje elektrolýzu.

•

Žák vysvětlí pojmy elektrolyt, elektroda, katoda, anoda.

•

Žák vyjmenuje příklady průmyslového využití elektrolýzy.

26

Kompetence: k učení:

Žák užívá naučené pojmy při vyplňování pracovního listu.

komunikativní:

Žák přemýšlí nad otázkami, formuluje své myšlenky a vyjadřuje je v kultivovaném ústním projevu.

pracovní:

Žák pracuje s pomůckami určenými k pokusu bezpečně a účinně, dodržuje pracovní postup experimentu.

ANALÝZA UČIVA Pojmy: opěrné:

vodič, oxidace, redukce, elektrický proud, vodivost, anionty, kationty

nové:

elektrolýza, elektrolyt, elektroda, katoda, anoda

rozšiřující:

-

Dovednosti: intelektuální:

žák objasňuje princip elektrolýzy, vysvětluje vlastními slovy pojmy elektrolyt, elektroda, katoda, anoda, žák zapisuje vzorce a chemické rovnice;

senzomotorické:

žák sestavuje jednoduchou aparaturu pro elektrolýzu.

Návyky: Žák při chemickém pokusu dodržuje pokyny vyučujícího, pravidla bezpečné práce a hygienické zásady. Myšlenkové operace: Konkretizace – pochopení principu elektrolýzy a aplikace na další rovnice Praktický dopad: Princip elektrolýzy – děje, který slouží k průmyslové výrobě některých chemických látek (chloru, hliníku).

27

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Pokus „Kapesní elektrolýza“ [35] Plastové kapátko propíchneme dvěma špendlíky, které budou sloužit jako elektrody. Elektrody se nesmí dotýkat. K těmto elektrodám připojíme vodiče. Do kapátka nasajeme roztok chloridu sodného, ohneme stopku kapátka a připojíme zdroj (9 V baterie). Žáci pozorují probíhající děj. Děj probíhající v kapátku se nazývá elektrolýza. Co to elektrolýza je a jaké děje při ní probíhají, se žáci dozvědí v této vyučovací hodině. Opakování •

Jak se nazývají látky, které vedou elektrický proud? Tyto látky se nazývají vodiče.

•

Jaké prvky, nebo látky mezi ně patří? Mezi vodiče patří látky obsahující volné elektrony, nebo ionty, které přenáší elektrický proud (kovy, uhlík, iontové sloučeniny).

•

Co jsou to iontové sloučeniny a jaké mají vlastnosti? Iontové sloučeniny jsou látky mající ve své struktuře iontovou vazbu. Sloučenina je tvořena s kationtem a aniontem, které jsou k sobě přitahovány přitažlivou silou. Iontové sloučeniny jsou vodiči elektrického proudu.

•

Co je to roztok? Roztok je směs dvou, nebo více látek, které od sebe nejsme schopni rozpoznat pouhým okem ani lupou. Jedná se o směs homogenní - stejnorodou.

•

Jaký je rozdíl mezi atomem a iontem? A jaký mezi kationtem a aniontem? Atom je neutrální částice, ze které uvolněním, nebo přijetím elektronu vzniká ion. Mezi ionty patří kationty a anionty. Kationty jsou částice s kladným nábojem, ze kterých se uvolnil elektron. Anionty jsou částice se záporným nábojem, které elektron přijaly.

Expozice Výklad –

pojem vodič (látka, která obsahuje volné elektrony, nebo ionty přenášející elektrický proud) a elektrický proud (uspořádaný pohyb elektronů, nebo iontů)

– pojem elektrolyt (roztok kyseliny, hydroxidu, nebo soli, který vede elektrický proud) 28

– princip elektrolýzy (průchodem stejnosměrného proudu elektrolytem dochází k pohybu iontů k elektrodám a na nich dochází k chemickým reakcím). Na kladné elektrodě (anodě) dochází k oxidaci a jsou sem přitahovány záporné ionty (anionty). Na záporné elektrodě (katodě) dochází k redukci a jsou sem přitahovány kladné ionty (kationty). –

promítnutí schématu elektrolýzy:

Obr. 1 – Schéma elektrolýzy [autor: Ivana Lavičková]

–

průmyslového využití elektrolýzy (např. při výrobě chloru)

–

video znázorňující elektrolýzu roztoku chloridu sodného

–

vyvození a vypsání rovnic probíhajících na elektrodách:

2NaCl + 2H2O

2NaOH + H2 + Cl2

Katoda:

2Na+ + 2OH- + 2H2 + 2e-

Anoda:

2Cl- - 2e-

– ZnCl2

2NaOH + H2

Cl2

další vyvození a vypsání dějů probíhajících při elektrolýze roztoku ZnCl2 Zn2+ + 2Cl-

Katoda: Zn2+ + 2eAnoda: 2Cl- - 2e-

Zn0 Cl2

29

Fixace a závěr Práce s pracovním listem a učebnicí Žáci vyplňují pracovní list, mohou používat učebnici. Pracovní list bude zároveň sloužit jako zápis do sešitu.

Znění pracovního listu a jeho správné řešení:

PRACOVNÍ LIST – ELEKTROLÝZA 1. Doplň text: Roztok kyseliny, hydroxidu, nebo jejich solí, který vede elektrický proud, se nazývá ELEKTROLYT. Jeho vodivost je způsobena pohybem IONTŮ, které vznikají při štěpení molekul při elektrolýze. Při průchodu stejnosměrného elektrického proudu se ionty pohybují k ELEKTRODÁM, na kterých dochází k chemickým REAKCÍM.

2. Nakresli kladnou a zápornou elektrodu, pojmenuj je a zakresli ionty, které jsou k těmto elektrodám přitahovány.

3. Vyber správnou odpověď. Jaký druh proudu se využívá pro elektrolýzu? a) obousměrný b) stejnosměrný c) střídavý d) žádný

30

4. Přiřaď, co k sobě patří: oxidace

kladný náboj

redukce

probíhá na kladné elektrodě

kation

záporný náboj

anion

probíhá na záporné elektrodě

5. Popiš, jak probíhá elektrolýza roztoku chloridu měďnatého (uveď vzorec sloučeniny, vzniklé ionty a směr pohybu k elektrodám). CuCl2

Cu2+ + 2Cl-

Katoda: Cu2+ + 2eAnoda: 2Cl- - 2e-

Cu0 Cl2

6. Vyjmenuj příklady využití elektrolýzy. Výroba chloru, hliníku.

Kontrola pracovního listu.

Zhodnocení práce žáků. Poděkování za spolupráci a rozloučení.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [15], [16], [17], [18], [19], [26], [35] 31

2. GALVANICKÝ ČLÁNEK, KOROZE Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min




hromadná (frontální)

Metody výuky:

verbální – práce s pracovním listem – křížovka verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – demonstrační pokus


vytištěné křížovky (viz příloha č. 2) pokus „Koroze ocelové drátěnky“ (tři kádinky, roztok soli, zředěná šťáva z citronu, tři drátěnky) připravené papírky s otázkami (viz příloha) pokus citrony,

„Galvanický zinkové

a

článek měděné

z ovoce“

(jablka,

plíšky,

vodiče,

voltmetry, žárovky) Zařazení do výuky dle RVP: Vzdělávací oblast:


Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:

Chemické reakce

Průřezové téma:

Environmentální výchova – vybité galvanické články představují zátěž pro životní prostředí


Fyzika – elektrický proud


Žák popíše princip redoxních reakcí v galvanickém článku.

•

Žák definuje pojem koroze.

•

Žák uvede způsob ochrany povrchu kovů před korozí.

32


Žák se naučí pojmy a využívá je v rámci rozhovorů s učitelem.

komunikativní:


pracovní:

Žák pracuje bezpečně s pomůckami určenými k pokusu.


elektrolyt, elektroda, anoda, katoda, napětí, baterie, monočlánek, koroze, redoxní reakce, oxidace, rez

nové:

suchý článek, galvanický článek, akumulátor, monočlánek, pokovení

rozšiřující:

-


žák popisuje princip reakcí probíhajících v galvanickém článku, vysvětluje pojem koroze, uvádí způsoby ochrany povrchů kovů před korozí;

senzomotorické:

žák sestavuje provizorní galvanický článek.

Návyky: Žák při chemickém pokusu dodržuje pokyny vyučujícího, pravidla bezpečné práce a hygienické zásady. Myšlenkové operace: Konkretizace – fungování suchého článku Analogie – fungování suchého článku a akumulátoru Praktický dopad: Složení baterií, monočlánků a akumulátorů, jejich funkce a princip fungování, rezivění železa a způsoby ochrany kovů před korozí.

33

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Pokus je nutno založit několik dní předem, aby žáci mohli tuto hodinu již pozorovat účinky koroze. Pokus „Koroze ocelové drátěnky“ Připravíme si 3 kádinky. Do jedné nalijeme vodu, do druhé roztok kuchyňské soli a do třetí zředěnou citronovou šťávu. Do každé kádinky vložíme drátěnku. Kádinky nechá učitel stát na bezpečném místě. Po několik dnech (příští hodinu) žáci pozorují, co se s drátěnkami stalo.

Otázky k pokusu: •

Na které drátěnce bude koroze nejlépe viditelná a proč? Koroze je nejsilněji viditelná na drátěnce, která byla ponořena v citronové šťávě. Nejméně znatelná je koroze drátěnky ponořené ve vodě. Korozi kovů způsobuje voda, vlhkost, roztoky solí a kyselin, dále kyslík, oxid uhličitý a některé další chemické látky.

Opakování Křížovka Opakování předchozí hodiny pomocí křížovky. Znění křížovky a její správné řešení:

KŘÍŽOVKA – ELEKTROLÝZA 1.

R

E

D U

K

C

I

K

A

T

O

D

A

E

K

T

R

O

L

Ý

O

X

I

D

A

C

E

I

O

N

T

Y

S

M

2. 3.

E

L

4. 5. 6. 7. 8.

E

L

E

S

T

E

J

N

O

A

N

I

O

N

T

Y

K

T

R

O

L

Y

T

34

Ě

Z

A

R

N

Ý

1. Při elektrolýze dochází na katodě k … 2. Jak se nazývá záporná elektroda? 3. Pokud při průchodu elektrického proudu elektrolytem dochází k chemickým reakcím na elektrodách, probíhá děj zvaný… 4. Jaký děj probíhá na kladné elektrodě? 5. Co způsobuje vodivost elektrolytu? 6. Jaký typ elektrického proudu musí procházet elektrolytem, aby docházelo k elektrolýze? 7. Částice se záporným nábojem se nazývají… 8. Jak se nazývá vodivý roztok kyseliny, hydroxidu nebo jejich solí, který vede elektrický proud?

Vysvětli pojem, který Ti vyšel v tajence křížovky: KATIONTY – částice s kladným nábojem, vznikají odtržením elektronu z elektronového obalu neutrálního atomu, při elektrolýze se pohybuje směrem ke katodě Expozice Výklad –

galvanický článek (suchý článek) – zdroj elektrické energie na základě redoxní reakce

–

princip fungování galvanického článku – mezi elektrodami v elektrolytu se vytváří napětí

– promítnutí schématu průřezu suchým článkem:

Obr. 2 – Průřez suchým článkem [autor: Ivana Lavičková]

35

– využití galvanických článků (žáci mohou zkusit sami vyjmenovávat – baterie, monočlánky, autobaterie, nabíjecí baterie – fotoaparáty, mobilní telefony) –

akumulátor – zdroj energie, který lze opakovaně nabíjet (př. autobaterie)

Aplikace Pokus „Galvanický článek z ovoce“ Vezmeme tři jablka (citrony) a zabodneme do každého kousek zinkového a měděného plíšku. Jednotlivé „galvanické články“ zapojíme do obvodu spolu s voltmetrem a žárovkou. Zjistíme, zda obvodem skutečně prochází proud.


Prochází obvodem skutečně elektrický proud? Jak jsme si to dokázali? Ano, elektrický proud obvodem prochází. Došlo totiž k rozsvícení žárovky.

•

Jak je možné, že ovocem prochází elektrický proud? Ovoce obsahuje kyseliny, které tvoří elektrolyt, kterým může procházet elektrický proud.


koroze – redoxní reakce (oxidace) u kovů

–

žáci se zamyslí, kde se setkali s korozí, čím je způsobena a jak lze kov před korozí ochránit

–

koroze kovů a železa – u kovů vzniká na jejich povrchu tenká vrstva sloučeniny, která kov chrání před další korozí, u železa však vznikající vrstva povrch nechrání, ale postupně ničí

–

princip koroze železa – působením vody v kombinaci se vzdušným kyslíkem na železo vytvářen červenohnědý hydroxid železitý – rez

–

ochrana kovů před korozí (nátěry, pokovení, olejování, mazání)

–

rovnice koroze železa (žáci doplní a vyčíslí rovnici)

Zadání rovnice:

___ + O2 + ____

_Fe(OH)3

4Fe + O2 + 6H2O

4Fe(OH)3

Správný výsledek:

36

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu:

GALVANICKÝ ČLÁNEK (suchý článek) –

jako zdroj elektrické energie využívá redoxní reakce probíhající mezi elektrodami v elektrolytu, vytváří se napětí

–

průřez suchým článkem (obrázek viz výklad)

–

využití: baterie, monočlánky, autobaterie, nabíjecí baterie (fotoaparáty, mobilní telefony)

AKUMULÁTOR –

zdroj energie, který lze po vybití opakovaně nabíjet (př. autobaterie)

KOROZE = OXIDACE KOVŮ –

koroze

kovů – na povrchu tenká vrstva sloučeniny – ochrana před další korozí železa – vrstva rzi povrch nechrání, ale postupně ničí

–

ochrana kovů – nátěry, pokovení, olejování, mazání

–

rovnice koroze železa – působením vody a kyslíku na železo je vytvářena rez (červenohnědý hydroxid železitý) 4Fe + O2 + 6H2O

4Fe(OH)3

Fixace a závěr Fixační otázky Učitel rozdá do dvojic otázky napsané na papírcích. Dvojice dostane 1 – 2 minuty na poradu a poté se pokusí otázky zodpovědět před třídou. •

Co je to elektrolyt? Jedná se o roztok kyseliny, hydroxidu nebo soli (i její taveniny), který vede elektrický proud.

•

Co je to elektrolýza? Je to děj, při kterém dochází v elektrolytu při průchodu stejnosměrného proudu k pohybu iontů k elektrodám, na nichž probíhají chemické reakce.

•

Vysvětli děje probíhající na elektrodách při elektrolýze. Ke kladné elektrodě (anodě) jsou přitahovány záporně nabité ionty (anionty), dochází zde k oxidaci. K záporné elektrodě (katodě) jsou přitahovány kladně nabité ionty (kationty), dochází zde k redukci. 37

•

Uveď rozdíl mezi suchým článkem a akumulátorem. Suchý článek se po určité době vyčerpá a nelze ho již nabít. Akumulátor lze opakovaně nabíjet.

•

Co je to koroze a jak jí můžeme předejít? Na povrchu kovů vzniká tenká vrstva sloučeniny, která kov chrání před další korozí. Můžeme jí zabránit nátěry, pokovením, nebo mazáním.


_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [15], [16], [17], [18], [19]

38

3. LABORATORNÍ CVIČENÍ 1 – GALVANICKÝ ČLÁNEK Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min


hodina laboratorních cvičení


skupinová práce (homogenní)

Metody výuky:

frontální skupinový pokus

Další informace (dle formy např. velikost skupin): dvojice Pomůcky a chemikálie:

vytištěné protokoly (viz příloha č. 3) pokus

„Sestavení

jednoduchého

galvanického

článku“ (kádinky, měděné plíšky, hliníkové plíšky (příp. mince), filtrační papíry, voltmetr, vodiče) Zařazení do výuky dle RVP: Vzdělávací oblast:


Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:

Chemické reakce

Průřezové téma:

-


Fyzika – elektrický proud


Žák vytvoří dle návodu galvanický článek z různých kovů.

•

Žák ověří funkčnost galvanického článku.

Kompetence: pracovní:

Žák bezpečně zachází s chemickými látkami. Žák dodržuje pokyny vyučujícího. Žák dodržuje pracovní postup pokusu.

39


elektrolyt, elektroda, anoda, katoda, napětí, baterie

nové:

monočlánek, galvanický článek

rozšiřující:

-


žák popisuje galvanický článek, zapisuje rovnice probíhajících reakcí, zaznamenává naměřené napětí, formuluje závěr;

senzomotorické:

žák připraví elektrolyt, vytvoří galvanický článek, sestaví elektrický obvod.

Návyky: Žák dodržuje pracovní postup uvedený v protokolu laboratorního cvičení a řídí se pravidly bezpečné práce v chemii. Myšlenkové operace: Konkretizace – fungování galvanického článku Praktický dopad: Žák sestaví galvanický článek a ověří si jeho funkčnost.

40

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Přípravná část Otázky k opakování •

Co je to elektrolyt? Elektrolyt je roztok kyseliny, hydroxidu, nebo soli, který vede elektrický proud.

•

Popiš princip elektrolýzy. Průchodem stejnosměrného proudu elektrolytem dochází k pohybu iontů k elektrodám a na nich dochází k chemickým reakcím.

•

Jaké reakce probíhají na elektrodách? Na kladné elektrodě (anodě) dochází k oxidaci a jsou sem přitahovány záporné ionty (anionty). Na záporné elektrodě (katodě) dochází k redukci a jsou sem přitahovány kladné ionty (kationty).

Upozornění a zopakování pravidel BOZP Žák pracuje se skleněnými chemickými nádobami opatrně, aby nedošlo k jejich rozbití. Při práci s kapalinami se snaží eliminovat riziko rozlití kapaliny. Žák zachází s použitými vodiči citlivě, neláme je apod. Žák používá voltmetr dle zásad uvedených v návodu k použití. Žák dodržuje pracovní postup. Realizační část Vysvětlování a instruktáž –

seznámení s jednotlivými úkoly cvičení a postupem práce (viz protokol k laboratornímu cvičení 1)

–

rozdání protokolů k laboratornímu cvičení (viz příloha)

–

učitel vše ještě jednou zopakuje, případně vysvětlí nejasnosti

–

příprava pomůcek a chemikálií

–

práce žáků dle pokynů v laboratorním protokolu

–

učitel žáky kontroluje, případně jim radí

–

žáci ověřují nabyté znalosti a jejich správnost v praxi, výsledky formulují do závěru

41

Závěr Úklid veškerých pomůcek a chemikálií. Zhodnocení práce žáků. Poděkování za spolupráci a rozloučení.

DOPLŇUJÍCÍ MATERIÁLY Znění protokolu k laboratornímu cvičení:

PROTOKOL – Laboratorní cvičení 1 –

GALVANICKÝ ČLÁNEK Cílem tohoto laboratorního cvičení je vytvořit jednoduchý galvanický článek a ověřit si jeho funkčnost. Pomůcky a chemikálie: kádinka (150 cm3), měděné plíšky (cca 4 ks), hliníkové plíšky, nebo mince (cca 5 ks), filtrační papír, voltmetr, vodiče (2 ks), lžička, nůžky, voda, chlorid sodný Postup: 1. Příprava elektrolytu – v kádince si připravte nasycený roztok chloridu sodného ve vodě. 2. Filtrační papír nastříhejte na velikost používaných měděných a hliníkových plíšků. 3. Takto rozstříhaný filtrační papír navlhčete připraveným elektrolytem. 4. Vytvořte galvanický článek vrstvením plíšků a papírů v pořadí: měděný plíšek, navlhčený filtrační papír, hliníkový plíšek, navlhčený filtrační papír,… Důležité je, aby na každém konci tohoto sloupce byl odlišný plíšek. Mezi jednotlivými částmi nesmí být mezery. 5. Ke koncovým plíškům napojte vodiče a s voltmetrem sestavte elektrický obvod. 6. Sledujte a zaznamenejte výchylku voltmetru. 7. Přidáním, či odebráním plíšků a filtračního papíru pozorujte výchylky a sledujte změny.

42

ÚKOL č. 1: Schematicky zakreslete a popište zhotovený galvanický článek.

ÚKOL č. 2: Zapište rovnice probíhající oxidace a redukce na sestaveném galvanickém článku.

ÚKOL č. 3: Zaznamenejte do tabulky naměřené napětí.

Měření

Počet vrstev plíšků*

Napětí

1 2 3 *jedna vrstva = 1 měděný plíšek, 1 filtrační papír, 1 hliníkový plíšek

ZÁVĚR:

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [18] 43

4. ZDROJE ENERGIE, UHLÍ Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – demonstrační pokus


černé a hnědé uhlí fotografie znázorňující těžbu uhlí (viz příloha č. 4) pokus „Následky znečišťování ovzduší“ (sirný knot, zavařovací sklenice s víčkem, izolepa, zápalky, mech)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:

Organické sloučeniny

Průřezové téma:

Environmentální výchova – vliv těžby uhlí na krajinu, znečišťování ovzduší


Přírodopis – vznik uhlí Zeměpis – naleziště uhlí v tuzemském i globálním kontextu


Žák rozdělí zdroje energie na obnovitelné a neobnovitelné.

•

Žák uvede rozdíly mezi černým a hnědým uhlím a jejich využití.

•

Žák uvede výhody a nevýhody využití uhlí se zaměřením na ekologii.

44

Kompetence: k řešení problému: Žák se zamýšlí nad znečišťováním ovzduší, které vzniká spalováním uhlí, navrhuje vhodné způsoby řešení. komunikativní:



uhlí, černé uhlí, hnědé uhlí, těžba, hlubinné doly, povrchové lomy, skleníkové plyny, skleníkový efekt

nové:

obnovitelné a neobnovitelné zdroje, výhřevnost, karbonizace, koksárenský plyn, dehet, koks, rekultivace krajiny

rozšiřující:

antracit, lignit


žák rozdělí zdroje energie na obnovitelné a neobnovitelné, objasňuje rozdíly mezi hnědým a černým uhlím, žák vysvětluje výhody a nevýhody využívání uhlí;

senzomotorické:

žák porovnává vzhled černého a hnědého uhlí, žák pracuje s interaktivní tabulí.

Návyky: Žák se zamýšlí nad dopady lidské činnosti na životní prostředí a navrhuje příznivější řešení. Myšlenkové operace: Dedukce – uložení černého a hnědého uhlí dle doby vzniku Analýza – složení uhlí, uvolňování sloučenin při spalování, znečišťování ovzduší Praktický dopad: Základní neobnovitelný zdroj energie, který se využívá na topení a výrobu elektřiny.

45

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Pokus „Následky znečišťování ovzduší“ Pomocí izolepy přilepíme sirný knot k víčku zavařovací sklenice. Do sklenice vložíme mech. Pro porovnání si ponecháme několik rostlinek mechu. Dále přistoupíme k zapálení sirného knotu. Nutno pracovat v digestoři, nebo alespoň u otevřeného okna! Poté sirný knot vložíme do sklenice a necháme působit vyvíjející se plyn. Ke konci vyučovací hodiny se k pokusu vrátíme, vyndáme mech ze sklenice a pozorujeme, co se s ním stalo. Expozice Výklad –

zdroje energie dle jejich obnovitelnosti (obnovitelné a neobnovitelné)

–

obnovitelné zdroje energie (jsou neustále obnovovány)

–

neobnovitelné zdroje energie (jednou dojde k jejich vyčerpání)

Otázky doprovázející výklad: •

Jaké druhy energie znáte? Základními druhy energie jsou tepelná, světelná, elektrická, jaderná, sluneční, vodní, větrná.

•

Jak získávají energii rostliny, živočichové a člověk? Rostliny získávají energii z anorganických látek (CO2 a H2O), živočichové a člověk z látek organických.

Námět aktivity Interaktivní prezentace – žáci zařazují jednotlivé zdroje energie mezi obnovitelné, nebo neobnovitelné Neobnovitelné

Obnovitelné

uhlí

sluneční energie

ropa

vítr

zemní plyn

voda

jaderná energie

biomasa

-

geotermální energie

46

Výklad –

základní charakteristika uhlí (hnědá až černá pevná látka, složení: především C, kvalita posuzována podle výhřevnosti, karbonizace)

–

rozdělení uhlí podle obsahu uhlíku (hnědé a černé)

–

ukázka uhlí

–

porovnání hnědého a černého uhlí (složení, kvalita, doba a způsob vzniku, těžba a výhřevnost)

–

výhody a nevýhody související s používáním uhlí (promítnutí fotografií zachycujících vzhled krajiny zasažené těžbou uhlí (viz příloha))


Jak se projeví přítomnost síry ve spalovaném uhlí? Přítomnost síry se projeví vznikem bezbarvého štiplavě páchnoucího, dráždivého oxidu siřičitého.

•

Proč je černé uhlí uloženo hlouběji než hnědé? Černé uhlí vzniklo dříve než hnědé, proto je uloženo hlouběji.

•

Ve kterém průmyslovém odvětví se využívá koks? Koks se používá v chemickém průmyslu při výrobě železa.

•

Jaké jsou výhody a nevýhody plynoucí z využívání uhlí? Výhodou uhlí je jeho vysoká výhřevnost, nevýhodou špatná přeprava, nebezpečná těžba, vznik škodlivých látek při spalování a světové zásoby pouze na 200 let.

•

Co je to rekultivace krajiny? Rekultivace krajiny je úprava a zlepšení vzhledu krajiny zasažené těžbou uhlí (vysázení nových rostlin a stromů, zatopení vodou). Při rekultivaci rovněž dochází k likvidaci znečištění krajiny způsobené těžbou a technologickými postupy při těžbě.

•

Co je to skleníkový efekt a jak vzniká? Skleníkový efekt je jev, který je vytvářen skleníkovými plyny. Skleníkové plyny (oxidy uhlíku, dusíku, síry atd.) vytvářejí bariéru pro teplo dopadající na zemský povrch ze Slunce. Teplo nemůže být odraženo zpět do vesmíru. Způsobuje globální oteplování.

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: UHLÍ –

hnědá, nebo černá hořlavá hornina

– obsahuje především uhlík (dále S, O,…)

47

– kvalita uhlí závisí na výhřevnosti (množství tepla, které se uvolní při dokonalém spalování 1 kg uhlí) – surovina v chemickém průmyslu –

tepelným rozkladem uhlí (900 °C) bez přístupu vzduchu (karbonizací) vzniká koksárenský plyn (svítiplyn), černouhelný dehet a koks

černé uhlí

hnědé uhlí

mladší prvohory 300 – 250 mil. let

třetihory 66 – 25 mil. let

z přesliček, kapradin, plavuní

z jehličnanů

až 92 % C

až 75 % C

nejkvalitnější = ANTRACIT

méně kvalitní = LIGNIT

těžba: Ostravsko, Karvinsko

těžba: Mostecko, Sokolovsko

hlubinné doly

povrchové lomy

výhřevnost 18 – 30 MJ/kg

výhřevnost 15 – 20 MJ/kg

Nevýhody uhlí –

špatná přeprava

–

nebezpečná těžba

–

vznik škodlivých látek při spalování

– světové zásoby vystačí přibližně 200 let Fixace a závěr Návrat k pokusu (viz motivace). Mech vyndáme ze sklenice a pozorujeme, co se s ním stalo.


Co vzniká hořením síry? Hořením síry vzniká oxid siřičitý.

•

Zapiš rovnici vzniku oxidu siřičitého. S + O2

•

Co se stalo s mechem? Mech zesvětlal a odumřel. Oxid siřičitý je pro organismy

SO2

škodlivý.


48

SEBEREFLEXE Téma této vyučovací hodiny je dětem poměrně blízké. Je tedy vhodné více žáky zapojovat do výkladu, například metodu diskuse, či vyvozovacího rozhovoru. Toto téma již znají z výuky přírodopisu, proto zvládnou hodně věcí i sami vydedukovat. Při pokusu je opravdu nutné dodržovat bezpečnost práce. Digestoř, nebo práce u otevřeného okna je nezbytná! Oxid siřičitý je velice dráždivý plyn. Žáky s dýchacími problémy je lepší při zapalování sirného knotu pro jistotu přemístit do opačného rohu místnosti. Nesmíme zapomenout se ke konci hodiny k pokusu vrátit a pozorovat změnu mechu. Pro větší názornost je dobré ponechat si na začátku pokusu část mechové rostliny pro porovnání.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [15], [16], [18], [20], [21] 49

5. ROPA Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

názorně demonstrační – projekce dynamická – video verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – žákovský pokus


video [27] pokus „Následky ropné havárie“ (dvě kádinky, olej, voda, aktivní uhlí, ptačí peří)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – vliv ropných havárií na životní prostředí


Přírodopis – vznik ropy Zeměpis – naleziště ropy v tuzemském i globálním kontextu Fyzika – hustota vody a ropy


Žák popíše složení ropy.

•

Žák uvede využití vybraných produktů získaných při zpracování ropy.

•

Žák uvede výhody a nevýhody používání ropy se zaměřením na ekologii.

50

Kompetence: komunikativní: Žák přemýšlí nad otázkami, formuluje své myšlenky a vyjadřuje je v kultivovaném ústním projevu. občanské:

Žák chápe ekologické problémy spojené s těžbou ropy ovlivňující životní prostředí.


ropa, hořlavina, ropovod, ropná havárie, zemní plyn, benzin, petrolej, nafta, asfalt

nové:

frakční destilace, mazut

rozšiřující:

petrochemie


žák popisuje vlastními slovy složení ropy, uvádí způsob jejího zpracování a výhody, či nevýhody jejího používání;

senzomotorické:

žák vyzkouší působení ropy na ptačí peří.

Návyky: Žák při chemickém pokusu dodržuje pokyny vyučujícího, pravidla bezpečné práce a hygienické zásady. Myšlenkové operace: Dedukce – působení ropy na ptačí peří a žábry ryb Praktický dopad: Základní neobnovitelný zdroj, se kterým se setkáváme v každodenním životě – doprava, dovoz potravin, zboží, léky a kosmetické přípravky.

51

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Projekce dynamická (video) Pro motivační část postačí pasáž videa do doby 1:10. Video shrnuje důležitost ropy. Expozice Myšlenková mapa Nadpis ROPA uprostřed tabule. Žáci dostanou 1 – 2 minuty na zamyšlení se nad tím, co již o ropě slyšeli (př. barva, konzistence, co se z ní vyrábí, jak se těží apod.). Žáci své nápady poté napíší na tabuli. Při následném výkladu může učitel se slovy pracovat, případně zmíněná vyškrtávat. Ukázka myšlenkové mapy:

Obr. 3 – Myšlenková mapa - ropa [autor: Ivana Lavičková] Výklad –

obecné vlastnosti ropy (hnědá až černá, olejovitá kapalina, tvořená kapalnými a plynnými uhlovodíky, nerozpustná ve vodě, menší hustota než voda)

–

vznik a naleziště ropy (světová – Amerika, Rusko, tuzemská – Hodonínsko)

–

způsob těžby (vrty) a doprava ropy (tankery a ropovody)

– zpracování ropy a využití jednotlivých frakcí (tabulka viz zápis do sešitu) 52


Jak ropa vznikla? Ropa vznikla rozkladem odumřelých organismů (živočichů) za značného tlaku, určité teploty a bez přístupu vzduchu.

•

Těží se ropa i u nás? Ano, ale množství vytěžené ropy odpovídá pouze 2 – 3 % naší spotřeby.

•

Jak se k nám dopravuje? Odkud? Dopravuje se k nám ropovodem z Ruska a Německa (Itálie).

•

Jak dlouho vydrží její zásoby? Zásoby ropy vydrží cca 40 let.

•

Jaké jsou alternativní zdroje energie? Mezi alternativní zdroje energie patří obnovitelné zdroje energie (sluneční energie, vítr, voda, biomasa) a vodík.

•

Co se z ropy vyrábí, na co se to používá? Z ropy se získává benzin a nafta (paliva), petrolej (svícení a palivo pro letadla), asfalt (povrch silnic), oleje (mazání strojů), parafin (svíčky), …

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: ROPA –

směs kapalných uhlovodíků

–

hnědá až černá, olejovitá, ve vodě nerozpustná, hořlavá kapalina

–

výskyt ve velkých hloubkách, těžební vrty, doprava tankery, nebo ropovody

–

zásoby pouze 40 let

–

světová naleziště:

Severní Amerika – Kanada, Texas Střední Východ – Írán, Irák, Kuvajt Rusko

–

naleziště u nás:

Jižní Morava – Hodonínsko, Břeclavsko

–

zpracování frakční (opakovanou) destilací (rektifikací)

Teplota [°C]

Název frakce

30

plyn

30 – 100

benzin

100 – 180

petrolej

180 – 250

nafta

250 – 360

mazut

nad 360

mazací oleje a asfalt 53

Aplikace Pokus „Následky ropné havárie“ V jedné kádince si připravíme ropu smícháním oleje s aktivním uhlím, nebo potravinářským

barvivem.

Takto

vzniklou

ropu

vlijeme

do

kádinky s vodou.

Demonstrujeme ropnou havárii a vznik ropné skvrny. Žáci pozorují vlastnosti ropy (plove na vodě, je v ní nerozpustná). Poté žáci do směsi namočí ptačí peří a pozorují působení mastnoty na peří.


Jaké vlastnosti má ropa? Ropa plove na vodě (má menší hustotu než voda), je v ní nerozpustná.

•

Jak působí ropa na peří? Mastnota z ropy ulpívá na peří, slepuje ho a zvětšuje jeho hmotnost.

•

Pokus jsme si vyzkoušeli pouze s jedním perem, co se stane, když ropa zasáhne například celé křídlo, či tělo ptáka? Křídlo, či tělo ptáka je výrazně těžší, snižuje se schopnost letu. Pták se může ve vodě utopit. Ropa zbavuje peří tuku (tepelné izolace) a pták může umrznout.

Fixace a závěr Aktivita Žáci si vezmou sešit ze zadní strany a připraví se. Učitel vysloví zadání: Napiš alespoň 5 produktů (frakcí) ropy. První tři žáci dostanou po zkontrolování malou jedničku. Opakování a shrnutí základních pojmů: •

Co je to ropa, jak vznikla? Ropa je směs kapalných uhlovodíků, která vznikla rozkladem odumřelých živočichů za určitých podmínek.

•

Jak se dopravuje k nám? Ropa se k nám dopravuje ropovody z Ruska a Německa.

•

Jak dlouho vydrží světové zásoby ropy? Světové zásoby ropy vydrží asi 40 let.

•

Jaká sis zapamatoval naleziště ropy u nás i ve světě? Naleziště ropy se ve světě nachází v Kanadě, Texasu, Íránu, Iráku, Kuvajtu, Rusku, u nás - na Hodonínsku a Břeclavsku.

•

Jak se ropa zpracovává? Ropa se zpracovává frakční destilací.


54

SEBEREFLEXE Opět téma hodiny, které je žákům blízké. Můžeme je tedy více zapojovat do výkladu, neboť se s tímto tématem setkali již ve výuce přírodopisu. Velice se mi osvědčila metoda tvorby myšlenkové mapy. Žáky to nadchlo a vymýšleli spoustu pojmů vztahujících se k ropě. Také pokus demonstrující ropnou havárii se setkal s úspěchem. Žáci byli vahou peří opravdu překvapeni. Pro příště je ovšem nutné vyčlenit si k tomuto pokusu jednu lavici, na které se pokus bude odehrávat a počítat s tím, že olej bude z peří kapat. Je nutné žáky upozornit, aby nekapali na zem, protože zem by mohla být poté kluzká. Je mnohem lepší používat práškové aktivní uhlí, nebo si dopředu nadrtit tablety a nezdržovat se jejich drcením přímo v hodině.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [15], [16], [17], [18], [20], [21], [22], [27] 55

6. ZEMNÍ PLYN, ELEKTRÁRNY V ČESKÉ REPUBLICE Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min




hromadná (frontální), skupinová (homogenní)

Metody výuky:

verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – diskuse verbální – práce se schématem

Další informace (dle formy např. velikost skupin): skupiny po čtyřech žácích Pomůcky a chemikálie:

prezentace (viz příloha č. 5) vytištěné mapy (viz příloha č. 6) kartičky do skupin (viz příloha č. 7)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – šetrnost zemního plynu jako paliva k životnímu prostředí


Přírodopis – vznik zemního plynu Fyzika – výroba elektrického proudu Zeměpis

–

rozmístění

elektráren

v

rámci

České republiky Výchovně vzdělávací cíle: •

Žák popíše složení zemního plynu.

•

Žák uvede výhody a nevýhody využití zemního plynu.

•

Žák vysvětlí výhody a nevýhody daných zdrojů energie se zaměřením na ekologii.

56

Kompetence: komunikativní:


sociální a personální: Žák účinně spolupracuje ve skupině na zadaném úkolu v rámci didaktické hry.


zemní plyn, palivo, plynovod, tepelná energie, jaderná energie, sluneční energie, vodní energie, větrná energie, geotermální energie, tepelná elektrárna, uran, radioaktivita

nové:

uranové tyče, radioaktivní odpad

rozšiřující:

odorizace, generátor, turbína, uranit


žák popisuje charakteristiku zemního plynu, objasňuje výhody a nevýhody využití zemního plynu;

senzomotorické:

žák barevně rozlišuje typy elektráren v mapě ČR.

Návyky: Žák se zamýšlí a sám se pokouší dodržovat pravidla, jež mají praktické dopady na životní prostředí. Myšlenkové operace: Dedukce – výskyt zemního plynu v ložiscích s ropou, vznik elektrické energie přeměnou jiného typu energie Praktický dopad: Základní neobnovitelný zdroj, se kterým se setkáváme v každodenním životě – vaření, topení, palivo automobilů a autobusů. Elektrická energie nás doprovází neustále. Žáci zjistí, jak se tato energie vyrábí.

57

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Vyvozovací rozhovor Je pro životní prostředí lepší, pokud topíme doma uhlím, nebo zemním plynem? A jsou pro životní prostředí příznivější tepelné, nebo jaderné elektrárny? Jaké mají výhody a nevýhody? Na tyto otázky si odpovíme v průběhu vyučovací hodiny. Expozice Výklad doplněný prezentací (viz příloha) Prezentace obsahuje především obrázky a slouží k tomu, aby učitel mohl do výkladu co nejvíce zapojovat žáky. Žáci vyvozují, jak souvisí obrázky s tématem. Učitel žáky směřuje ke správné úvaze, případně jim napovídá. Příklad vyvozování charakteristiky zemního plynu (oheň – značí hořlavost, čínské jídlo v pánvi – maso a zelenina – směs, anglický pojem gas – plyn, molekula methanu – značí methan, který je hlavní složkou zemního plynu). Dohromady tedy žáci určí, že se jedná o hořlavou směs tvořenou plyny, jejichž nejvíce zastoupenou složkou je methan. –

charakteristika zemního plynu (plynné skupenství, složení: uhlovodíky)

–

výskyt zemního plynu ve světě za předpokladu společného výskytu s ložisky ropy

–

využití zemního plynu (topení, vaření, pohonná hmota)

–

výhody zemního plynu (snadná doprava na velké vzdálenost, šetrnost k životnímu prostředí), nevýhody (výbušnost)

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: ZEMNÍ PLYN –

hořlavá směs plynných uhlovodíků (až 90 % methanu)

–

vznik a výskyt společně s uhlím a ropou

–

použití: vaření, topení, svícení, palivo pro motorová vozidla

–

výhřevnost 33 MJ/m3

–

ložiska zemního plynu v ČR (jako ropa): Hodonínsko, Břeclavsko, Ostravsko

58

– palivo do automobilů: nízká cena a plnění emisních limitů (CNG – stlačený plyn, LNG – zkapalněný plyn) Výhody zemního plynu –

snadná doprava na delší vzdálenosti (plynovody, tankery)

–

šetrnost k životnímu prostředí (spalováním nevzniká popel a oxidy síry)

Nevýhody zemního plynu –

možné havárie, požáry, výbuchy (odorizace – přidání látek, které svým zápachem upozorní na únik plynu)

–

světové zásoby vystačí přibližně 100 let

Otázky k zamyšlení •

Jaký má význam zelená známka na poznávací značce automobilů? Zelená známka prokazuje platnost měření emisí.

•

Jak zamezit vzniku výbuchu při úniku plynu? Uzavřeme přívod plynu, okamžitě otevřeme okna, nepoužíváme otevřený oheň, nezapínáme a nevypínáme jakékoli elektrické přístroje (jiskra by mohla vyvolat výbuch).

•

Odkud se k nám dopravuje plyn a jak se skladuje? Plyn se k nám dopravuje z Ruska a Norska, vede se plynovody, uskladňuje se v podzemních zásobnících (nutnost rovnoměrných dodávek – v létě se uskladňuje plyn v zásobnících na zimu).

•

Na jak dlouho vystačí zásoby při zastavení dodávek? Při zastavení dodávek plynu vydrží jeho zásoby i několik měsíců – zásobníky jsou nestále rozšiřovány.

•

Co se může stát při nedokonalém spalování zemního plynu? Při nedokonalém spalování

může

dojít

k otravě

oxidem

uhelnatým,

který

vzniká

právě

při nedokonalém spalování. Váže se na hemoglobin až 200x silněji než kyslík.

Výklad –

žáci vyvodí, co je to elektrárna (soubor zařízení, které přetváří energii na energii elektrickou)

–

diskuse o zdrojích energie, které lze využít k tomuto účelu

59

Práce se schématem rozmístění elektráren v ČR Žáci si v okopírovaných mapkách České republiky s vyznačením významných českých elektráren barevně rozliší, o jaký typ elektrárny se jedná (tepelná, jaderná, vodní).

Obr. 4 – Schéma rozmístění elektráren v ČR [32] Otázky doprovázející výklad: •

Jaké typy energie můžeme využít k výrobě elektrické energie? K výrobě elektrické energie můžeme využít jadernou energii, větrnou energii, vodní energii, sluneční energii a energii vznikající spalováním paliv.

•

Lze všechny tyto typy využít i v našich podmínkách? Ano, lze, ale některé pouze v omezené míře, např. geotermální energie.

•

Tipněte si, jaké je procentuální zastoupení jednotlivých druhů energie pro výrobu elektřiny. Tepelné elektrárny dodávají 60 % elektrické energie, jaderné elektrárny 30 %, větrné elektrárny 4 %, vodní elektrárny 3 %, sluneční elektrárny 0,1 %.

Fixace a závěr Aktivita Žáci se rozdělí do skupinek po čtyřech. Každá skupinka dostane kartičky (viz příloha), které bude rozdělovat do tří skupin podle toho, jestli náleží k ropě, uhlí, nebo zemnímu plynu.

Otázky k zamyšlení •

Jak je ovlivňováno životní prostředí těžbou hnědého uhlí? Hnědé uhlí je získáváno v povrchových lomech. Vznikají rozsáhlá zdevastovaná území tzv. měsíční krajiny.

60

•

Jak ovlivňuje ovzduší spalování hnědého uhlí? Hnědé uhlí obsahuje více síry, vytváří více oxidu siřičitého – jednoho ze skleníkových plynů.

•

Jaký vliv má radioaktivita na lidské zdraví? Buňky zasažené radioaktivitou se mohou začít nekontrolovatelně dělit a způsobovat vznik rakoviny.


SEBEREFLEXE Opět téma hodiny vhodné pro zapojení žáků do výkladu. Závěrečná aktivita žáky příliš nezaujala. Proto je lepší větší zapojení žáků. Nejrychlejší skupině nabídneme malé jedničky. O kontrolu se starají ostatní skupiny, které kontrolují, jestli nejrychlejší skupina má správně a dostane malou jedničku. Je nutné na kontrolu dohlédnout, aby bylo vše spravedlivé.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [15], [16], [17], [18], [20], [21], [23], [32] 61

7. OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE Ročník:

9.

Místo realizace:

počítačová učebna

Časová dotace:

45 min




skupinová výuka (heterogenní)

Metody výuky:

názorně demonstrační – projekce statická verbální – monologická – výklad, vysvětlování aktivizující metoda – projektová metoda

Další informace (dle formy např. velikost skupin): skupiny po čtyřech žácích prezentace (viz příloha č. 8)

Pomůcky a chemikálie:

kartičky s názvy obnovitelných zdrojů, učitel je nenápadně rozmístí po třídě (viz příloha č. 9) počítače Zařazení do výuky dle RVP: Vzdělávací oblast:


Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – přívětivost využití obnovitelných zdrojů energie k životnímu prostředí


Fyzika – vznik elektrického proudu Přírodopis – biologické procesy, biomasa


Žák charakterizuje jednotlivé obnovitelné zdroje energie – slunce, vítr, voda, biomasa, horké prameny.

•

Žák uvede výhody a nevýhody využití jednotlivých obnovitelných zdrojů energie.


Žák naslouchá názorům spolužáků a zapojuje se se svým

62

názorem do diskuse. Žáci prezentují výsledky práce skupiny před třídou. sociální a personální: Žák účinně pracuje ve skupině na zadaném úkolu.


obnovitelný zdroj, Slunce, vítr, voda, solární panely, sluneční záření, větrné elektrárny, vodní elektrárny, horké prameny

nové:

biomasa, geotermální energie

rozšiřující:

fotovoltaický článek


žák popisuje vlastními slovy jednotlivé zdroje energie, objasňuje výhody a nevýhody využití těchto zdrojů.

senzomotorické:

-

Návyky: Žák smysluplně využívá internetu k získávání nových informací. Myšlenkové operace: Dedukce – vznik elektrické energie z obnovitelných zdrojů Praktický dopad: Pochopení principu získávání energie z obnovitelných zdrojů.

63

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Projekce statických obrazů (viz prezentace) Žáci se zamyslí nad danými obrázky a vyvozují, co mají společného. Opakování V minulých hodinách žáci probírali neobnovitelné zdroje energie. Vyvolání čtyř žáků – každý řekne pár vět o neobnovitelných zdrojích energie, uhlí, ropě a zemním plynu. Expozice Výklad –

obnovitelné zdroje energie (neustálá obnova, příznivost pro životní prostředí)


Co znamená, že obnovitelné zdroje energie nazýváme také jako alternativní zdroje? Až budou jednou neobnovitelné zdroje energie vyčerpány, bude nutné více využívat zdroje obnovitelné.

•

Znáte nějaké zdroje, které jsou neustále obnovovány a jsou tedy nevyčerpatelné? Neustále je obnovována sluneční energie, vítr, voda, biomasa, geotermální energie.

Skupinová práce –

rozdělení žáků do čtveřic

–

žáci v učebně hledají rozmístěné kartičky s názvem energie (která skupinka ji najde, nechá si ji)

–

skupinka začne pracovat (přečtou si o tomto druhu energie v učebnici, další informace vyhledají na internetu, vytvoří krátký zápis do sešitu). Zápis by měl mít tuto strukturu: 1. Název energie 2. Z čeho pochází 3. Jak se získává 4. Použití 64

5. Výhody použití tohoto zdroje 6. Nevýhody použití tohoto zdroje Aplikace –

skupinky prezentují zadaný zdroj energie a na tabuli vytvoří krátký zápis pro ostatní

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: SLUNEČNÍ ENERGIE •

vzniká jadernými reakcemi (přeměna jader H na He)

•

pomocí fotovoltaických článků, solárních panelů

•

výroba elektřiny, ohřev vody, vytápění + nenáročná obsluha - počáteční náklady, kolísavost slunečního záření

ENERGIE VĚTRU •

vzniká prouděním vzduchu

•

pomocí větrných mlýnů, turbíny na stožáru

•

výroba elektřiny, pohon lodí, dříve mletí obilí + neznečišťují životní prostředí - proměnlivost větru, umístění v krajině

ENERGIE VODY •

vzniká prouděním vody

•

pomocí vodní turbíny, mlýnu

•

výroba elektřiny, vodní mlýny + neznečišťují životní prostředí, zdroje pitné vody, zábrana povodním - závislost na průtoku vody, časově náročná výstavba

BIOMASA (= organická hmota, např. dřevo, sláma, zemědělské zbytky) •

vznik elektřiny a tepla z biomasy (chemicky, biologicky, spalováním)

•

pomocí spalovny, bioplynové stanice

•

výroba tepla, elektřiny, pohonné hmoty (bionafta, biolíh)

65

+ emise při spalování rovny spotřebě při růstu rostlin, biologické procesy - uvolňování škodlivých látek při spalování společně s uhlím GEOTERMÁLNÍ ENERGIE •

vznik vyvěráním horkých pramenů a páry z nitra země

•

pomocí geotermální elektrárny

•

výroba elektřiny - pouze vulkanicky aktivní oblasti

Fixace a závěr Fixační otázky •

Vyjmenuj obnovitelné zdroje energie. Mezi obnovitelné zdroje energie patří sluneční energie, vítr, voda, biomasa a geotermální energie.

•

Jaký je rozdíl mezi neobnovitelnými a obnovitelnými zdroji? Neobnovitelné zdroje energie jsou neustále vyčerpávány a jednou budou vyčerpány, nelze je obnovit. Obnovitelné zdroje nelze vyčerpat, jsou neustále obnovovány.

•

Které zdroje by se měly více využívat? Mělo by se využívat spíše obnovitelných zdrojů, protože jejich využívání je mnohem šetrnější k životnímu prostředí.

Upozornění na písemný test v další hodině.


SEBEREFLEXE Hodina probíhá v počítačové učebně. Žáci využívají k práci internet. Je nutné na ně dohlížet, aby skutečně využívali internetu pouze k práci. Vhodné je taky každou skupinku na konci hodiny ohodnotit známkou. Paní učitelka, která nade mnou měla na praxi dohled, mi pro příště poradila, že by mohly stačit na probrání obnovitelných a neobnovitelných zdrojů dohromady 3 hodiny. Myslím, že je dobré pro ozvláštnění jednou za čas výuku uskutečnit i na jiném místě než stále v učebně chemie. _________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [18] 66

8. OPAKOVÁNÍ ZDROJE ENERGIE, ORGANICKÁ CHEMIE (úvod) Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min




hromadná (samostatná práce), hromadná (frontální)

Metody výuky:

verbální – práce s písemným testem verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – žákovský pokus


vytištěné písemné testy (viz příloha č. 10) pokus „Tajné písmo“ (citron, nebo ocet, vatové tyčinky, papíry, svíčky, sirky) prezentace (viz příloha č. 11) kartičky (viz příloha č. 12) a 3 krabičky



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – biosféra Země tvořená z organických látek


Přírodopis – složení živých organismů, nerosty (C – tuha, diamant)


Žák popíše vlastnosti organické látky.

•

Žák rozliší vzorec látky organické a anorganické.

67

•

Žák porovná vlastnosti organické a anorganické látky.


Žák posoudí vlastní pokrok v učení v rámci písemného testu.

komunikativní:


pracovní:

Žák pracuje s pomůckami určenými k pokusu bezpečně a účinně, dodržuje pracovní postup experimentu.


organické látky, uhlík, vodík

nové:

organická chemie, uhlovodík, deriváty uhlovodíků

rozšiřující:

-


žák popisuje vlastními slovy vlastnosti organické látky, porovnává je s vlastnostmi látek anorganických;

senzomotorické:

žák pozoruje uhelnatění organické látky.

Návyky: Žák pracuje v rámci pokusu s ohněm dle zásad bezpečné práce. Myšlenkové operace: Dedukce – organické a anorganické látky kolem nás Praktický dopad: Organická chemie je obor zabývající se látkami tvořícími těla jak naše, tak rostlin a živočichů a mnohých dalších látek potřebných k životu.

68

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Diagnostika Písemný test na zopakování obnovitelných a neobnovitelných zdrojů energie (viz příloha). Motivace Pokus „Tajné písmo“ Citronovou šťávou, nebo octem napíší žáci na papír pomocí vatové tyčinky vzkaz. Chvíli se písmo nechá zaschnout. Poté pohybují papírem nad svíčkou. Je nutné dodržovat pravidla bezpečné práce s ohněm a mít přichystanou nádobu s vodou pro případ vznícení papíru! Písmo nad plamenem svíčky zuhelnatí.


Proč písmo zuhelnatělo? Kyselina citronová a octová jsou organické sloučeniny, které se rozloží na uhlík a vodu. Voda se vypařila, uhlík nám zůstal na papíře.

Expozice Výklad doplněný prezentací (viz příloha) Nejprve jsou žákům ukázány obrázky v prezentaci. Žáci přemýšlí o tom, co mají společného (organické látky). –

organická chemie (chemie uhlíku)

–

organická látka (přírodní, či uměle vyrobené látky – plasty, léčiva, …)

–

složení organických látek (uhlík, vodík, někdy navíc další prvky)

–

dělení organických látek dle toho, zda obsahují ve své struktuře pouze uhlík, vodík a další prvky (uhlovodíky a deriváty uhlovodíků)

–

vitalistická teorie (Wöhler r. 1828 uměle vyrobil močovinu)

–

vlastnosti organických látek (rozpustnost, těkavost, typ a rychlost reakcí, vodivost)

69

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: ORGANICKÁ CHEMIE –

odvětví chemie zabývající se organickými látkami, chemie uhlíku, uhlíkaté sloučeniny (kromě CO, CO2, KCN, CaC2, H2CO3 + její soli)

Organické látky –

mohou být přírodní i umělé (plasty, léčiva,…)

–

uhlovodíky – sloučeniny C a H

–

deriváty uhlovodíků – obsahují navíc další prvky (O, S, N, P, halogeny)

Vlastnosti organických látek –

rozpustné v organických rozpouštědlech (ethanol, benzin)

–

těkavé

–

rozklad teplem

–

hořlavé

–

nevedou elektrický proud

–

citlivost na světlo a teplo

–

pomalejší reakce

Fixace a závěr Aktivita Každý žák dostane kartičku se vzorcem. Na přední lavici učitel umístí tři krabičky (anorganická sloučenina, organická sloučenina – uhlovodík, organická sloučenina – derivát uhlovodíku), do kterých budou žáci kartičky třídit.


DOPLŇUJÍCÍ MATERIÁLY Znění písemných testů a jejich správné řešení: SKUPINA: A 1. Zakroužkuj NEOBNOVITELNÉ zdroje energie: ropa, sluneční záření, uhlí, vítr, dřevo, zemní plyn, jaderná energie, biomasa 70

2. Doplň: Uhlí je HNĚDÁ, NEBO ČERNÁ HOŘLAVÁ hornina. Jednotlivé druhy uhlí se liší obsahem UHLÍKU. Kvalita uhlí se posuzuje podle VÝHŘEVNOSTI. Směs kapalných a plynných uhlovodíků se nazývá ROPA. Zpracovává se procesem zvaným FRAKČNÍ DESTILACE. Hořlavá směs plynných uhlovodíků se nazývá ZEMNÍ PLYN. 3. Popiš proces vzniku HNĚDÉHO UHLÍ (kdy, jak, z čeho): Hnědé uhlí vzniklo v třetihorách 66 – 25 mil. let za nepřístupu vzduchu v bažinách z jehličnanů. 4. Spoj produkt ropy a jeho využití: plyn

palivo pro vznětové motory

petrolej

povrchová úprava silnic

nafta

palivo pro letadla

asfalt

topení, vaření

5. Vysvětli, co znamená, že zemní plyn má výhřevnost asi 33 MJ/m3. Spálením 1 m3 zemního plynu se uvolní 33 MJ tepla. 6. Vypiš alespoň jednu výhodu a jednu nevýhodu používání uhlí: Výhodou uhlí je jeho vysoká výhřevnost, nevýhodou například špatná přeprava a nebezpečná těžba. 7. Vyber z nabízených možností, k čemu se využívá zemní plyn (možnost více správných odpovědí) : a) Palivo pro automobily b) Palivo pro lodní motory c) Vaření d) Topení e) Povrchová úprava silnic 8. Vysvětli pojem karbonizace uhlí. Tepelné zpracování uhlí při cca 900 °C bez přístupu vzduchu. Vyrábí se tak koks, svítiplyn a černouhelný dehet. 9. Co znamená pojem obnovitelný zdroj energie? Jsou to zdroje energie, které jsou neustále obnovovány, jsou nevyčerpatelné. 71

10. Rozhodni, zda je tvrzení pravdivé: ANO x NE Zásoby ropy ve světě se odhadují asi na 200 let. Ropa se u nás těží především na Mostecku a Karvinsku.

SKUPINA: B 1. Zakroužkuj OBNOVITELNÉ zdroje energie: ropa, sluneční záření, uhlí, vítr, dřevo, zemní plyn, jaderná energie, biomasa 2. Doplň: Hořlavá směs plynných uhlovodíků se nazývá ZEMNÍ PLYN. Směs kapalných a plynných uhlovodíků se nazývá ROPA. Zpracovává se procesem zvaným FRAKČNÍ DESTILACE. Uhlí je HNĚDÁ, NEBO ČERNÁ HOŘLAVÁ hornina. Jednotlivé druhy uhlí se liší obsahem UHLÍKU. Kvalita uhlí se posuzuje podle VÝHŘEVNOSTI. 3. Popiš proces vzniku ČERNÉHO UHLÍ (kdy, jak, z čeho): Černé uhlí vzniklo v mladších prvohorách 300 – 250 mil. let za nepřístupu vzduchu v bažinách z přesliček, kapradin a plavuní. 4. Spoj produkt ropy a jeho využití. mazut

palivo pro zážehové motory

petrolej

povrchová úprava silnic

benzin

palivo pro letadla

asfalt

palivo pro lodní motory

5. Vysvětli, co znamená, že hnědé uhlí má výhřevnost až 20 MJ/kg. Spálením 1 kg hnědého uhlí se uvolní 20 MJ tepla. 6. Vypiš alespoň jednu výhodu a jednu nevýhodu používání zemního plynu. Výhodou je jeho šetrnost k životním prostředí. Spalováním plynu nevzniká popel, ani škodlivé sloučeniny. Nevýhodou jsou jeho možné havárie. 7. Vyber z nabízených možností, k čemu lze využít uhlí (možnost více správných odpovědí) : a) Palivo tepelné elektrárny b) Palivo pro lodní motory

72

c) Jako koks v chemickém průmyslu d) Topení e) Povrchová úprava silnic 8. Vysvětli pojem odorizace zemního plynu. Přidávání látek do zemního plynu, které vytvářejí jeho charakteristický zápach. Slouží k tomu, aby člověk cítil, pokud by plyn unikal. 9. Co znamená pojem neobnovitelný zdroj energie? Jsou to zdroje energie, které se nedají obnovit, jsou vyčerpatelné. 10. Rozhodni, zda je tvrzení pravdivé: ANO x NE Zásoby uhlí ve světě se odhadují asi na 40 let. Uhlí se u nás těží především na Hodonínsku a Břeclavsku.

SEBEREFLEXE Před motivačním pokusem je nutné zdůraznit pravidla bezpečné práce s ohněm. Žáci se totiž mohou pokusit papír záměrně zapálit. Možná by bylo vhodnější vyčlenit si na úvod tak významného tématu, jakým organická chemie je, samostatnou vyučovací hodinu a nezačínat s ním po písemném testu. Je také možné si pro příště připravit papírky s již napsanými vzkazy, nebo pojmy týkající se organické chemie, které žáci poté nad plamenem svíčky rozluští.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [15], [16], [17], [18]

73

9. ORGANICKÁ CHEMIE (pokračování) Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

verbální – dialogická – rozhovor verbální – monologická – výklad, vysvětlování názorně demonstrační – demonstrační pokus


pokus „Rozklad organických látek“ (4 zkumavky, živočišná tkáň (peří, maso), list rostliny, cukr, dřevěné piliny, držák zkumavek, kahan)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – biosféra Země tvořená z organických látek


Přírodopis – složení živých organismů


Žák vyjmenuje přírodní zdroje organických látek.

•

Žák rozezná tvary uhlíkatých řetězců.

•

Žák rozliší tři typy vzorců organických sloučenin (strukturní, racionální, sumární).


Žák se naučí dané pojmy týkající se organické chemie a vzorců organických látek a rozlišuje je.

74

komunikativní:



organická chemie, organické látky, uhlovodík, deriváty uhlovodíků, jednoduchá vazba, dvojná vazba, trojná vazba

nové:

uhlíkový řetězec, strukturní vzorec, racionální vzorec, sumární vzorec, nasycené uhlovodíky, nenasycené uhlovodíky, aromatické uhlovodíky

rozšiřující:

izomerie


žák uvádí zdroje organických látek, žák vytváří chemické vzorce dle daných pravidel;

senzomotorické:

žák pozoruje uhelnatění organických látek, žák pracuje s interaktivní tabulí.

Návyky: Myšlenkové operace: Dedukce – rozklad organických látek (voda a saze – uhlík) Praktický dopad: Pochopení významu organické chemie – přítomnost organických látek v našich tělech, atd.

75

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Pokus „Rozklad organických látek“ Připravíme si materiál – živočišnou tkáň (peří, maso), list rostliny, cukr, dřevěné piliny. Poté vložíme vždy jeden vzorek do zkumavky. Zkumavku uchopíme do držáku a zahříváme nad kahanem. Pracujeme v digestoři! Žáci pozorují, co se ve zkumavkách děje.


Patří peří, maso, list rostliny, cukr a dřevěné piliny mezi organické látky? Ano, tyto látky patří mezi organické.

•

Co se děje s těmito organickými látkami při zahřívání? Při zahřívání unikají plynné produkty a látky se mění na saze (čistý uhlík).

Opakování Otázky k opakování •

Čím se zabývá organická chemie? Organická chemie se zabývá organickými látkami, bývá nazývána jako chemie uhlíku.

•

Z jakých prvků se organické látky převážně skládají? Organické látky obsahují převážně uhlík a vodík.

•

Jak se tyto látky nazývají? Látky obsahující pouze uhlík a vodík se nazývají uhlovodíky.

•

Co jsou to deriváty uhlovodíků? Deriváty uhlovodíků obsahují ve své struktuře kromě uhlíku a vodíku i další prvky (kyslík, síru, dusík,…).

•

Jaké mají organické látky vlastnosti? Organické látky jsou rozpustné v organických rozpouštědlech, těkavé, rozkládají se teplem, jsou hořlavé, nevedou elektrický proud, jsou citlivé na světlo a teplo a mají pomalejší reakce.

Námět aktivity Interaktivní prezentace – žáci zařazují jednotlivé vzorce mezi uhlovodíky a deriváty uhlovodíků 76

Uhlovodíky

Deriváty uhlovodíků

CH4

C2H5OH

C2H4

CH3Cl

C6H12

C6H5NO2


zdroje organických látek (z neobnovitelných surovin organického původu – uhlí, ropa, či obnovitelných surovin – biomasy)

–

výroba organických látek (z přírodních látek zdlouhavá, proto uměle)

–

vlastnosti molekul organických sloučenin (čtyřvazný uhlík, řetězce, nebo cykly, násobné vazby)

–

typy vzorců a příklady

a) strukturní vzorec – znázorňuje počet atomů a vzájemné uspořádání b) racionální vzorec – znázorňuje vazby skupin atomů c) sumární vzorec – znázorňují počty atomů jednotlivých prvků v molekule

a)

b)

H

1.

H

H

C

C

H

H

c)

CH3-CH3

H

–

upozornění na možnost izomerie (ethanol a dimethylether)

–

typy uhlíkatých řetězců:

Otevřené (lineární) -

přímé

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

-

rozvětvené

CH3-CH2-CH2-CH-CH3 CH3

77

C2H6

2.

Uzavřené (cyklické)

–

přehled organických sloučenin:

Obr. 5 – Schéma rozdělení organických látek [autor: Ivana Lavičková] Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu:

ZDROJE ORGANICKÝCH LÁTEK –

z neobnovitelných surovin (uhlí, ropa), či obnovitelných surovin (biomasy)

–

výroba organických látek probíhá uměle

–

čtyřvazný uhlík vytváří řetězce, nebo cykly, může obsahovat i násobné vazby

–

typy vzorců: strukturní vzorec – znázorňuje počet atomů a vzájemné uspořádání racionální vzorec – znázorňuje vazby skupin atomů sumární vzorec – znázorňují počty atomů jednotlivých prvků v molekule

–

řetězce mohou být otevřené, nebo uzavřené (cyklické)

–

otevřené řetězce se dále dělí na přímé a rozvětvené

(příklady vzorců a řetězců viz výklad)

78

Aplikace Aktivita Každý žák si do sešitu vytvoří následující vzorce: 1. Vzorec strukturní se čtyřmi uhlíky

H

H

H

H

H

C

C

C

C

H

H

H

H

H

2. Vzorec racionální se čtyřmi uhlíky CH3-CH2-CH2-CH3 3. Vzorec sumární se čtyřmi uhlíky C4H10 4. Strukturní vzorec se čtyřmi uhlíky a jednou dvojnou vazbou H H

H

C

C

C

C

H

H

H

H

H

5. Rozvětvený racionální vzorec celkově se čtyřmi uhlíky CH3 H3C HC CH3

Fixace a závěr Následuje kontrola vytvořených vzorců na tabuli a případně vysvětlení.

Rozdání opravených písemných prací z předešlé hodiny. Zapsání známek do žákovské knížky.


79

SEBEREFLEXE Pokus „Rozklad organických látek“ je bezpodmínečně nutné provádět v digestoři! Spalování organických látek je zapáchající činnost. Bylo by možné přidat ještě pokus se zahříváním soli a cukru a vyvozovat tak rozdíly mezi vlastnostmi anorganických a organických látek.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [15], [16], [17], [18]

80

10. ALKANY Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor


chemické tabulky (pro zjišťování teplot tání a varů některých uhlovodíků)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – ekologická paliva


Výchova ke zdraví – první pomoc při otravě oxidem uhelnatým Přírodopis – vznik ropy


Žák definuje alkany.

•

Žák vytvoří podle názvu alkanu jeho vzorec a ze vzorce odvodí název alkanu.

•

Žák uvede fyzikální, chemické vlastnosti a využití alkanů.


Žák vyhledává informace o teplotách tání a varů v tabulkách a vyvozuje z nich fyzikální vlastnosti alkanů.

komunikativní:


81


nasycené uhlovodíky, jednoduchá vazba, dokonalé a nedokonalé spalování, zemní plyn

nové:

alkan, homologická řada alkanů, methan, ethan, propan, butan, pentan, hexan, heptan, oktan, nonan, dekan

rozšiřující:

-


žák popisuje fyzikální, chemické vlastnosti a využití alkanů, žák vytváří z názvu alkanu jeho vzorec a ze vzorce název alkanu dle chemických zásad;

senzomotorické:

žák vyhledává v tabulkách hodnoty teplot tání a varů alkanů.

Návyky: Myšlenkové operace: Dedukce – délka chemického řetězce a s tím související teplota tání a varu Praktický dopad: Alkany jsou složkami tvořícími zemní plyn, ropu – benzin a motorovou naftu.

82

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Aktivita Učitel promítne křížovku na interaktivní tabuli. Žáci doplní a v tajence se dozví téma této vyučovací hodiny.

Znění křížovky a její správné řešení:

1.

B

O

M

A

S

A

2.

U

H

L

Í

K

U

3.

D

U

K

O

V

A

S

L

A

N

D

H

N

Ě

D

É

L

Y

N

O

V

4.

I

I

5. 6.

P

N

Y

O

D

1.

Jak se nazývá organická hmota, která se může využít na výrobu tepla a elektřiny?

2.

Organická chemie bývá nazývána jako chemie …

3.

Jak se nazývá jaderná elektrárna na Jižní Moravě?

4.

Ve kterém státu s vulkanickou aktivitou lze využít na výrobu elektrické energie energii geotermální?

5.

Které uhlí je starší (hnědé, nebo černé)?

6.

Jak se nazývá stavba sloužící pro dopravu plynu?

Opakování Aktivita Žák si vezme sešit spolužáka sedícího vedle. Ze zadní strany sešitu vepíše otázku týkající se organické chemie. Poté sešit spolužákovi vrátí. Žák dostane chvíli na promyšlení odpovědi na otázku ve svém sešitě. Několik otázek žáci přečtou nahlas a zodpoví je. Žák vepisující otázku do sešitu vždy kontroluje správnost odpovědi.

83


definice alkanu (uhlovodíky mající ve své struktuře pouze jednoduché vazby)

–

homologická řada alkanů (vytvoření tabulky, která bude součástí zápisu do sešitu, žáci mohou chodit doplňovat)

Počet uhlíků

Název

Vzorec

alkanu

1

methan

CH4

2

ethan

3

propan

CH3-CH2-CH3

4

butan

CH3-CH2-CH2-CH3

5

pentan

CH3-CH2-CH2-CH2- CH3

6

hexan

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2- CH3

7

heptan

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

8

oktan

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2 -CH3

9

nonan

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

10

dekan

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

CH3-CH3

–

názvosloví alkanů (koncovka –an), procvičování

–

fyzikální a chemické vlastnosti alkanů (skupenství, teploty tání a varu závislé na délce řetězce) – vyhledání hodnot v tabulkách

–

využití alkanů (paliva, pohonné hmoty, mazací oleje, vazelína)


Jaký je rozdíl mezi dokonalým a nedokonalým spalováním? Při dokonalém spalování uhlíku vzniká oxid uhličitý, při nedokonalém spalování vzniká oxid uhelnatý, který způsobuje otravy.

•

Napiš rovnici dokonalého spalování methanu. CH4 + 2O2

84

CO2 +2H2O

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: ALKANY –

uhlovodíky obsahující pouze jednoduché vazby

–

koncovka v názvu: –an

–

fyzikální vlastnosti: závisí na délce řetězce

–

chemické vlastnosti: snadno zápalné, hořlavé, reaktivita poměrně malá

–

využití: paliva, pohonné hmoty, mazací oleje, vazelína

HOMOLOGICKÁ ŘADA ALKANŮ – podle vzrůstajícího počtu atomů uhlíku (viz výklad) Fixace a závěr Aktivita – soutěž za malou jedničku K tabuli jdou vždy tři žáci. Jeden žák zůstane před tabulí, zbylí dva žáci se postaví každý sám za jedno křídlo tabule. Žáci dostanou zadán vzorec alkanu, nebo jeho název, a budou tvořit ze vzorce alkanu název, nebo z názvu vzorec. Mohou se rovněž procvičovat i různé typy vzorců. Žák zapíše výsledek na tabuli a ohlásí se. Po zkontrolování třídou dostane žák malou jedničku.

Žáci si mohou na příští hodinu připravit krátké referáty (do 5 minut) na zástupce alkanů (methan, propan-butan, benzin, nafta).

Upozornění, že příští hodinu bude písemný test zaměřený na názvosloví uhlovodíků.


SEBEREFLEXE Doporučila bych více procvičovat názvosloví. V příští hodině již budou žáci psát test. Vynikající znalost homologické řady alkanů je nezbytná pro pokračování probírání látky týkající se uhlovodíků. Navrhovala bych pro tuto příležitost zvolit další aktivizující metodu (například metodu didaktické hry). _________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [15], [16], [17], [18], [21], [24] 85

11. ZÁSTUPCI ALKANŮ Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min




hromadná (samostatná práce), hromadná (frontální)

Metody výuky:

verbální – práce s písemným testem verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – demonstrační pokus


vytištěné písemné testy (viz příloha č. 13) benzin, nafta pokus

„Pozorování

vlastností

propanbutanové

směsi“ (plyn do zapalovačů, zápalky, dvě kádinky, pozinkované korýtko, stojan, svíčka) Zařazení do výuky dle RVP: Vzdělávací oblast:


Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – ekologická paliva


Fyzika – zážehový a vznětový motor Přírodopis – vznik methanu rozkladem látek rostlinného a živočišného původu


Žák vyjmenuje zástupce alkanů.

•

Žák uvede vlastnosti a využití methanu, propanu a butanu.

•

Žák objasní složení paliv do motorových vozidel.

86


Žák si ověřuje svoje znalosti v písemném testu.

komunikativní:

Žák přemýšlí nad otázkami, formuluje své myšlenky a vyjadřuje je v kultivovaném ústním projevu.Žák prezentuje před třídou připravený referát.


alkan, jednoduchá vazba, methan, propan, butan, benzin, nafta, zemní plyn, frakční destilace

nové:

propanbutanová směs, cykloalkan

rozšiřující:

krakování


žák popisuje vlastnosti methanu, propanu a butanu, objasňuje složení paliv motorových vozidel;

senzomotorické:

žák pozoruje vlastnosti benzinu a nafty, žák pozoruje demonstrační pokus a vyvozuje vlastnosti propanbutanové směsi.

Návyky: Žák zná pravidla bezpečné práce s hořlavinami. Myšlenkové operace: Dedukce – vyvození vlastností zemního plynu, benzinu, nafty Praktický dopad: Znalost složení běžně používaných látek – zemního plynu, plynu do vařičů a zapalovačů, benzinu a nafty.

87

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Demonstrace benzinu a ropy Žákům budou přineseny dvě kádinky. Jedna bude obsahovat naftu, druhá benzin. Žáci se pokusí je rozlišit a správně určit, která kapalina je benzin a která nafta. V této vyučovací hodině se žáci o těchto látkách dozvědí více. Diagnostika Písemný test zaměřený na názvosloví alkanů (viz příloha). Expozice Výklad Žáci si připravili krátké referáty (do 5 minut) na zástupce alkanů (methan, propan-butan, benzin, nafta, cykloalkany), které přednesou před třídou (referáty byly zadány minulou hodinu). Součástí referátu je vytvoření zápisu na tabuli pro spolužáky. Mělo by se jednat pouze o stručný souhrn několika bodů. Praktická ukázka benzinu a nafty.


ZÁSTUPCI ALKANŮ METHAN (CH4) –

bezbarvý plyn, hořlavý, bez zápachu, není jedovatý

–

součást zemního plynu

–

vzniká rozkladem organických látek

–

význam: výroba acetylenu, topení, vaření

PROPAN (CH3-CH2-CH3) a BUTAN (CH3-CH2-CH2-CH3) –

bezbarvé, hořlavé plyny

88

– propanbutanová směs – kapalná směs stlačených plynů –

palivo do vařičů a sporáků, náplň zapalovačů, LPG – pohon do motorů

BENZIN –

směs kapalných uhlovodíků (alkany s 5 – 11 uhlíky, cykloalkany, areny)

– hořlavý a zdraví škodlivý –

palivo do zážehových motorů

–

oktanové číslo určuje kvalitu

NAFTA – ,,diesel“ –

směs uhlovodíků s 12 – 22 uhlíky v řetězci

–

zdraví škodlivá

–

palivo do vznětových motorů

CYKLOALKANY –

uhlovodíky s jednoduchými vazbami tvořící uzavřený řetězec (př. cyklohexan)

Fixace a závěr Pokus „Pozorování vlastností propanbutanové směsi“ Do jedné kádinky najímáme plyn. Pro větší efekt můžeme plyn přelít z jedné kádinky do druhé. Poté neviditelný obsah kádinky vylejeme do pozinkovaného korýtka upevněného ke stojanu. Těsně pod korýtko postavíme zapálenou svíčku. Žáci pozorují, co se bude dít.

Otázky k pokusu •

Jaké vlastnosti propan-butanové směsi vyplývají z pokusu? Tato směs plynů má i některé vlastnosti kapalin (např. lze ji přelévat), dále je hořlavá a má větší hustotu než vzduch.


89

DOPLŇUJÍCÍ MATERIÁLY Znění písemných testů a jejich správné řešení: Skupina A 1. Ze vzorce vytvoř název alkanu CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

OKTAN

CH3-CH2-CH2-CH2-CH3

PENTAN

C6H14

HEXAN

2. Vytvoř z názvu alkanu vzorec H

H

C

C

H

H

H

H

H

H

C

C

C

C

H

H

H

H

H

ETHAN

H

BUTAN

H

HEPTAN

H

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

H

Skupina B 1. Ze vzorce vytvoř název alkanu CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2- CH2-CH3

NONAN

CH3-CH2-CH2-CH3

BUTAN

C7H16

HEPTAN

90

H

H

2. Vytvoř z názvu alkanu vzorec H

H

H

C

C

C

H

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

PROPAN

H

PENTAN

H

HEXAN

H

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

H

SEBEREFLEXE Výklad probíhal formou referátů přednášených žáky. Pro příště bych doporučila sdělit žákům stručných přehled v bodech, které mají referáty obsahovat. Mezi referáty byly výrazné rozdíly a ne vždy byly řečeny všechny důležité informace. Při pokusu pamatovat na dodržování bezpečnosti práce! Pokus je velice efektní a žáci jsou z něj nadšení.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [15], [16], [17], [18], [21]

91

12. ALKENY Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

názorně demonstrační – projekce dynamická – video verbální – dialogická – rozhovor verbální – monologická – výklad, vysvětlování názorně demonstrační – demonstrační pokus

Další informace (dle formy např. velikost skupin): skupiny po 4 žácích Pomůcky a chemikálie:

video [28] pokus „Důkaz dvojné vazby v molekule ethenu a hoření ethenu“ (těžkotavitelná zkumavka, zátka, skleněná trubička, polyethylen, stojan, kahan, bromová voda, špejle, zápalky) vytištěné chemické pexeso (viz příloha č. 14)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – enviroplasty


Přírodopis – zrání ovoce, kaučukovník brazilský


Žák definuje alkeny.

•

Žák vytvoří podle názvu alkenu jeho vzorec a ze vzorce odvodí název alkenu.

•

Žák uvede charakteristické vlastnosti a využití základních alkenů.

92



občanské:

Žák dodržuje pravidla slušného chování při hře chemické pexeso.


nenasycené uhlovodíky, dvojná vazba

nové:

alkeny, ethen (ethylen), propen (propylen), buta-1,3-dien

rozšiřující:

dieny


žák popisuje fyzikální, chemické vlastnosti a využití alkenů, žák vytváří z názvu alkenu jeho vzorec a ze vzorce název dle chemických zásad.

senzomotorické:

-

Návyky: Žák zná pravidla bezpečné práce pro práci s chemickými látkami. Myšlenkové operace: Dedukce – názvosloví alkenů vychází z názvosloví alkanů Praktický dopad: Žák zjistí, proč je jižní ovoce sklízeno v nižším stupni zralosti, jak se urychluje jeho zrání, a které věci používané v domácnosti jsou vyrobeny ze syntetického kaučuku.

93

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Projekce dynamická (video) Pro motivaci postačí pasáž 5:20 – 6:43. Banány jsou pro obyvatele České republiky jedním z nejoblíbenějších druhů ovoce. Do České republiky jsou dopravovány až z Ekvádoru. Cesta banánů k nám trvá asi 25 dní, proto jsou trhány v nižším stupni zralosti. Poté se řízeně nechají dozrávat pomocí plynu, o kterém se žáci dozvědí více v této vyučovací hodině. Opakování Otázky k opakování •

Definuj alkany. Alkany jsou uhlovodíky, které mají otevřené řetězce a pouze jednoduché vazby.

•

Vyjmenuj homologickou řadu alkanů. Methan, ethan, propan, butan, pentan, hexan, heptan, oktan, nonan, dekan.

•

Jaké jsou fyzikální a chemické vlastnosti alkanů? Fyzikální vlastnosti závisí na délce řetězce (C1 – C4 plynné, C5 – C15 kapalné a C16 a výše jsou pevné látky), jsou bezbarvé, nerozpustné ve vodě. Jsou snadno zápalné a hořlavé. Spalováním vzniká CO2 a H2O.

•

Charakterizuj methan. Methan je bezbarvý hořlavý plyn, který je součástí zemního plynu. Používá se na topení a vaření.

•

Co je a na co se používá propanbutanová směs? Propan-butanová směs je kapalná směs stlačeného propanu a butanu. Používá se jako palivo do vařičů, náplň do zapalovačů a jako palivo do motorů.


alkeny (uhlovodíky obsahující ve své struktuře dvojnou vazbu)

–

názvosloví (vychází z alkanů)

– fyzikální a chemické vlastnosti alkenů, porovnání s alkany (podobné fyzikální vlastnosti, reaktivita je vyšší) 94

–

hlavní zástupci (ethen, buta-1,3-dien), jejich vlastnosti a využití


ALKENY –

uhlovodíky s jednou dvojnou vazbou v řetězci

–

koncovka v názvu: -en

–

příprava organických sloučenin

–

vznik tepelným rozkladem ropy (krakováním)

–

fyzikální vlastnosti: podobné alkanům

–

chemické vlastnosti: snadno zápalné a hořlavé, díky dvojné vazbě reaktivnější než alkany

Zástupce alkenů: ETHEN = ETHYLEN –

hořlavý bezbarvý plyn nasládlé vůně

–

použití: k výrobě polyethylenu, syntetického ethanolu, urychluje zrání ovoce

Zástupce alkadienů (dvě dvojné vazby): BUTA-1,3-DIEN –

plyn

– surovina k výrobě syntetického kaučuku (pryž, guma) – pneumatiky, hračky Aplikace Pokus „Důkaz dvojné vazby v molekule ethenu a hoření ethenu“ Polyethylen nastříháme na kousky, vložíme do těžkotavitelné zkumavky, uzavřeme zátkou se zahnutou skleněnou trubičkou a upevníme na stojan. Opatrně zahříváme. Dojde k uvolňování plynného ethenu. Po zasunutí konce skleněné trubičky do druhé zkumavky s 5 cm3 slabého roztoku bromové vody, dojde k odbarvování její žluté až hnědé barvy.


Co značí odbarvování bromové vody? Odbarvování bromové vody značí adici bromu na dvojnou vazbu, která poté zaniká.

•

Jak si dokážeme hořlavost ethenu? Hořlavost ethenu si dokážeme tak, že zapálíme plynný ethen unikající vývodem trubičky ze zkumavky.

95

Fixace a závěr Aktivita - chemické pexeso Žáci dostanou do čtveřice pexeso (viz příloha). Pexeso je tvořeno vzorcem alkanu, nebo alkenu a jejich názvy. Platí pravidla jako u klasického pexesa. Žáci navzájem sami sebe kontrolují.


SEBEREFLEXE Pokud zbyde čas, mohou žáci shlédnout celé video použité v motivační části. Doporučila bych přinést pro ukázku nějaký výrobek ze syntetického kaučuku. V rámci naplnění mezipředmětových vztahů s přírodopisem je možno přinést ukázat obrázek, nebo článek o kaučukovníku brazilském.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [18], [21], [28]

96

13. ALKYNY, ARENY Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – projekce dynamická – video názorně demonstrační – demonstrační pokus


video [29] pokus „Hoření hexanu a naftalenu“ (2 porcelánové misky, hexan, naftalen, špejle, zápalky)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – některé areny patří mezi látky škodlivé pro životní prostředí


-


Žák definuje alkyny a areny.

•

Žák vytvoří podle názvu alkynu jeho vzorec a ze vzorce odvodí název alkynu.

•

Žák uvede charakteristické vlastnosti a využití ethynu a základních arenů.

97


Žák užívá naučené pojmy při závěrečném opakování pomocí myšlenkové mapy.

komunikativní:



trojná vazba, narkotické účinky, svařování

nové:

alkyny, ethyn (acetylen), areny, benzenové jádro

rozšiřující:

acetylid


žák popisuje fyzikální, chemické vlastnosti a využití alkynů a arenů, žák vytváří z názvu alkynu jeho vzorec a ze vzorce název dle chemických zásad.

senzomotorické:

-

Návyky: Bezpečnost práce při svařování kovů (speciální štít). Myšlenkové operace: Dedukce – názvosloví alkynů vychází z názvosloví alkanů Praktický dopad: Látky sloužící pro výrobu plastů a látky s charakteristickou vůní – aromatické sloučeniny.

98

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Výklad V hodině budou probírány areny – aromatické uhlovodíky. Jedná se o látky velice nebezpečné. Jedna z nich bývá dokonce zneužívána jako tzv. droga chudých. Opakování Aktivita Žáci vyplní tabulku, kterou jim učitel promítne pomocí projektoru. Prvních pět žáků, kteří mají správné odpovědi, dostane malou jedničku.

Příklad tabulky:

Název

Strukturní vzorec

Racionální vzorec

Sumární vzorec

PENTAN CH2=CH-CH2-CH3 C3H8 HEXEN

Správné řešení tabulky:

Název

PENTAN

Strukturní vzorec

H

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

Racionální vzorec

CH3-CH2-CH2-CH2-CH3

H

99

Sumární vzorec

C5H12

H

BUTEN

PROPAN

H H

CH2=CH-CH2-CH3

C4H8

H

CH3-CH2-CH3

C3H8

CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH3

C6H12

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

H

H

H

H

H

H

H

H

H

HEXEN

H

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

H


alkyny (uhlovodíky obsahující ve své struktuře trojnou vazbu)

–

názvosloví (vychází z alkanů)

–

zástupce alkynů: ethyn (acetylen) a jeho vlastnosti (narkotické účinky, výbušnost) a využití (svařování kovů, výroba organických látek)

–

video „Příprava a hoření ethynu“

–

žáci zapíší rovnici reakce z videa: CaC2 + 2H2O

–

areny (uhlovodíky s cyklickou strukturou, odvozené od benzenu)

–

názvosloví: triviální názvy

–

fyzikální

vlastnosti

arenů

(kapalné,

nebo

H–C≡C–H + Ca(OH)2

pevné

nerozpustnost ve vodě) –

upozornění na nebezpečnost

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: ALKYNY –

uhlovodíky s trojnou vazbu v řetězci

–

koncovka v názvu: -yn

–

zástupce: ETHYN = ACETYLEN –

narkotické účinky, je výbušný

– využití: svařování kovů, výroba organických látek

100

skupenství,

hořlavost,

ARENY –

uhlovodíky s cyklickou strukturou, odvozené od benzenu

–

fyzikální vlastnosti: s jedním benzenovým jádrem kapalné, s více pevné látky, jsou hořlavé, nerozpustné ve vodě, jedovaté, nebezpečné pro zdraví a životní prostředí

–

zdrojem je ropa a černouhelný dehet

Aplikace Pokus „Hoření hexanu a naftalenu“ Do jedné porcelánové misky nalijeme malé množství hexanu, do druhé nasypeme lžičku naftalenu. Obě látky pomocí špejle zapálíme a sledujeme průběh reakce. Je nutné pracovat v digestoři, nebo alespoň u otevřeného okna!


Ze kterého uhlovodíku se při hoření uvolňuje větší množství sazí a proč? Čím menší je poměr C:H v molekule uhlovodíku, tím je plamen čadivější. Více sazí se tedy uvolňuje při hoření naftalenu.

Fixace a závěr Aktivita Každý žák si vezme sešit ze zadní strany. Zamyslí se nad dnešní hodinou a pokusí se vymyslet myšlenkovou mapu skládající se z pojmů, které v této hodině zazněly. Učitel prochází mezi žáky a kontroluje je.

101

Ukázka myšlenkové mapy:

Obr. 6 – Myšlenková mapa – alkyny, areny [autor: Ivana Lavičková]



102

14. ARENY, UHLOVODÍKY (opakování) Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min




hromadná (frontální), hromadná (samostatná práce)

Metody výuky:

verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor verbální – práce s pracovním listem

Další informace (dle formy např. velikost skupin): vytištěné pracovní listy (viz příloha č. 15)


pokus „Sublimace naftalenu“ (naftalen, kádinka, baňka s kulatým dnem, voda, kahan) Zařazení do výuky dle RVP: Vzdělávací oblast:


Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – škodlivost arenů pro životní prostředí


-


Žák vyjmenuje názvy a vzorce základních arenů.

•

Žák uvede charakteristické vlastnosti a využití základních arenů.


Žák si ověřuje svoje znalosti o uhlovodících v pracovním listu.

komunikativní:


103


areny, benzenové jádro

nové:

benzen, toluen, styren, naftalen

rozšiřující:

benzopyren


žák popisuje vlastnosti fyzikální, chemické a využití arenů.

senzomotorické:

-

Návyky: Myšlenkové operace: Dedukce – žáci vyvozují dle piktogramů nebezpečné vlastnosti jednotlivých arenů Praktický dopad: Jedovaté a nebezpečné látky charakteristického zápachu, které se používají k výrobě rozpouštědel, výbušnin a insekticidů.

104

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Výklad V hodině budou probírány areny – aromatické uhlovodíky. Jedná se o látky velice nebezpečné. Jedna z nich bývá dokonce zneužívána jako tzv. droga chudých. Dále mohou žáci pozorovat zajímavou vlastnost toluenu:

Pokus „Sublimace naftalenu“ Do kádinky nasypeme naftalen. Na kádinku postavíme kulatou baňku se studenou vodou. Kádinku opatrně zahříváme kahanem a pozorujeme, co se děje.


Co se stalo s naftalenem? Naftalen sublimuje a poté desublimuje na spodní straně baňky.

•

Co je to sublimace? Jedná se o přeměnu skupenství, kdy se pevná látka přeměňuje na plyn. Nevzniká kapalné skupenství.

Opakování •

Definuj areny. Areny jsou uhlovodíky s cyklickou strukturou, odvozené od benzenu.

•

Nakresli strukturu benzenu.

•

Popiš fyzikální vlastnosti arenů. Areny s jedním benzenovým jádrem jsou kapalné, s více jádry pevné látky. Jsou hořlavé a nerozpustné ve vodě.

•

Jsou tyto sloučeniny nebezpečné? Ano, všechny aromatické uhlovodíky jsou jedovaté, většina patří mezi hořlaviny, látky nebezpečné pro zdraví a životní prostředí.


zástupci aromatických sloučenin: benzen, toluen, styren, naftalen a benzopyren

105

– vyvozování vlastností jednotlivých zástupců dle piktogramů

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: ZÁSTUPCI ARENŮ BENZEN –

bezbarvá těkavá kapalina s charakteristickým zápachem, hořlavá, jedovatá

–

použití: rozpouštědlo, výroba organických sloučenin

TOLUEN –

bezbarvá, těkavá a hořlavá látka

–

použití: rozpouštědlo, výroba výbušniny TNT, umělého sladidla a lepidel

–

zneužívání narkomany

STYREN –

nažloutlá těkavá kapalina, jedovatá, karcinogenní

–

použití: rozpouštědlo, polymerací vzniká polystyren (ztrácí karcinogenitu) – stavebnictví

NAFTALEN –

bílá krystalická látka, sublimující

–

použití: hubení molů, výroba barviv a léčiv

BENZOPYREN –

žlutá krystalická látka

– v cigaretovém kouři a výfukových plynech Fixace a závěr Práce s pracovním listem Vyplňování pracovního listu (opakování, upevnění znalostí o uhlovodících a zároveň příprava na písemný test v následující hodině).


106

PRACOVNÍ LIST – UHLOVODÍKY

1. Doplň tabulku. Uhlovodíky

Vazba

Zástupce

alkany

jednoduchá

methan

alkeny

dvojná

ethen

alkyny

trojná

ethyn

2. Definuj areny. Areny jsou uhlovodíky s cyklickou strukturou, odvozené od benzenu. Jsou to látky hořlavé, nerozpustné ve vodě, jedovaté, nebezpečné pro zdraví a životní prostředí.

3. Pojmenuj tyto sloučeniny. CH4

METHAN

CH2=CH-CH3

PROPEN

C4H10

BUTAN

C2H2

ETHYN

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

HEPTAN

4. Napiš vzorec těchto sloučenin.

ethan

H

H

H

C

C

H

H

H

benzen

hexan

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

H

buten

107

H

H

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

H

propyn

H

C

C

C

H

H

5. Vylušti křížovku a vysvětli pojem, který ti vyjde v tajence. 1. Jaký řetězec mají areny? 2. Název nejjednoduššího alkynu. 3. Jaké skupenství mají alkany s délkou řetězce 5 – 15 uhlíků? 4. Methan je hlavní složkou zemního … 5. Jaká vazba se vyskytuje v alkynech? 6. Jak se nazývá nejjednodušší uhlovodík? 7. Název uhlovodíků s dvojnou vazbou. 8. K nedokonalému spalování dochází za nedostatku … 9. Název uhlovodíku tvořeného pouze jednoduchými vazbami s 8 uhlíky. 10. Dieny obsahují jaké dvě vazby?

1. 2.

E

C

Y

Y

N

K P T T

T

K

L

I

C

K

A

P

A

L

N

É

L

Y

N

U

R

O

J

N

Á

H

A

N

A

L

K

E

N

Y

K

Y

S

L

Í

K

U

H

3. 4. 5. 6.

M

E

7. 8. 9. 10.

D

O

K

T

A

N

V

O

J

N

É

Ý

Tajenka (vysvětli): CYKLOALKAN je uhlovodík, který obsahuje pouze jednoduché vazby mezi atomy uhlíku v uzavřeném uhlíkovém řetězci.

108

6. Spoj, co k sobě patří. methan

insekticid (hubení molů), sublimuje

propan-butan

výroba syntetického kaučuku

ethen (ethylen)

rozpouštědlo, výroba léčiv

buta-1,3-dien

náplň zapalovačů, palivo do vařičů

ethyn (acetylen)

výroba TNT plyn s narkotickými účinky, svařování

benzen

kovů

toluen

topení a vaření

naftalen

urychluje zrání ovoce, výrobu plastů

7. Porovnej fyzikální i chemické vlastnosti alkanů, alkenů a alkynů. Fyzikální vlastnosti (skupenství, teplota tání a varu) alkanů závisí na délce řetězce. Jsou snadno zápalné a hořlavé. Jejich reaktivita je poměrně malá. Fyzikální vlastnosti alkenů jsou podobné vlastnostem alkanů. Alkeny jsou snadno zápalné a hořlavé. Jsou reaktivnější než alkany díky dvojné vazbě, která se nachází v jejich struktuře. Fyzikální vlastnosti alkynů jsou také podobné vlastnostem alkanů.

Společná kontrola pracovního listu, vysvětlení nejasností.

Upozornění na písemný test v další hodině.


_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [15], [18], [20], [21] 109

15. HALOGENDERIVÁTY (úvod) Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – demonstrační pokus


vytištěné písemné testy (viz příloha č. 16) pokus

„Zbarvení

plamene

halogenderivátem“

(měděný drátek, chloroform, kahan, zápalky) kartičky (viz příloha č. 17) Zařazení do výuky dle RVP: Vzdělávací oblast:


Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – freony (poškozování ozonové vrstvy)


-


Žák definuje pojem derivát uhlovodíku, uhlovodíkový zbytek a halogenderivát.

•

Žák třídí deriváty dle charakteristické skupiny na halogenderiváty, dusíkaté a kyslíkaté deriváty.

•

Žák vytvoří podle názvu halogenderivátu jeho vzorec a ze vzorce odvodí název halogenderivátu.

110


Žák si ověřuje svoje znalosti o uhlovodících v písemném testu.

komunikativní:


občanské:

Žák chápe environmentální problémy spojené se zeslabováním ozonové vrstvy.


derivát uhlovodíku, vodíkový atom

nové:

halogenderivát, dusíkatý derivát, kyslíkatý derivát, uhlovodíkový zbytek

rozšiřující:

-


žák objasňuje dělení uhlovodíkových derivátů, žák vytváří z názvu halogenderivátu jeho vzorec a ze vzorce název dle chemických zásad.

senzomotorické:

-

Návyky: Práce dle návodu chemického experimentu. Myšlenkové operace: Dedukce – tvorba názvosloví halogenderivátů Praktický dopad: Sloučeniny sloužící k výrobě ředidel, plastů, pesticidů, herbicidů, halogenových žárovek a freonů – látek, které musely být zakázány kvůli rozrušování ozonové vrstvy.

111

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Vyvozovací rozhovor Co je to ozonová vrstva? K čemu slouží? Slyšeli jste o ozonových dírách a o zeslabené ozonové vrstvě? Jaké riziko nám hrozí?

Promítnutí obrázku:

Obr. 7 – Ozonová díra v průběhu let [25] Diagnostika Písemný test se zaměřením na uhlovodíky nasycené, nenasycené a aromatické (viz příloha). Expozice Výklad – deriváty uhlovodíků (organické sloučeniny, ve kterých je atom vodíku nahrazen 112

atomy jiných prvků, nebo jejich skupin) –

dělení derivátů dle atomu, který je náhradou vodíku v molekule – halogenderiváty, dusíkaté deriváty a kyslíkaté deriváty

–

promítnutí, nebo nakreslení stavby molekuly derivátu uhlovodíku a pojmenování jejich částí

H uhlovodíkový zbytek

C

H

Cl

charakteristická skupina

H –

vyvození vzniku derivátu z molekuly uhlovodíku

–

halogenderiváty (deriváty uhlovodíků, které vznikly nahrazením jednoho, nebo více vodíků atomy halogenů)

–

názvosloví halogenderivátů (předpona vyjadřující počet atomů halogenu (di-, tri-), dále předpona vyjadřující název halogenu (chlor-, fluor-), název uhlovodíku)

–

obecné vlastnosti (plynné, kapalné i pevné látky, některé jedovaté, narkotické účinky, slzné účinky, rozpouštějí tuky) a využití halogenderivátů (výroba freonů, plastů, ředidel, pesticidů, halogenových žárovek, anestetik)

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: DERIVÁTY UHLOVODÍKŮ –

organické sloučeniny, ve kterých je atom vodíku nahrazen atomy jiných prvků, nebo jejich skupin:

halogenderiváty dusíkaté deriváty kyslíkaté deriváty

–

stavba molekuly derivátu uhlovodíku: uhlovodíkový zbytek + charakteristická skupina

HALOGENDERIVÁTY –

deriváty uhlovodíků, které vznikly nahrazením jednoho, nebo více vodíků atomy halogenů

–

plynné, kapalné i pevné látky, některé jedovaté, narkotické účinky, slzné účinky, rozpouštějí tuky

– využití: výroba freonů, plastů, ředidel, pesticidů, halogenových žárovek, anestetik 113

Aplikace Pokus „Zbarvení plamene halogenderivátem“ Nejdříve vyžíháme měděný drátek, poté ho ponoříme do chloroformu a vložíme do nesvítivé části plamene. Halogenderivát zbarví plamen.


Do jaké barvy zbarvil halogenderivát plamen a proč? Chloroform zbarvil plamen zeleně. Jedná se o charakteristické zbarvení dokazující přítomnost halogenů ve sloučenině.

Fixace a závěr Aktivita Žáci budou rozděleni na poloviny. Polovina žáků dostane karty se vzorci uhlovodíkových zbytků a halogenderivátů. Druhá polovina dostane názvy uhlovodíkových zbytků a halogenderivátů. Žáci dostanou minutu na zamyšlení se, jakou kartu k sobě budou hledat. Poté se žáci zvednou a půjdou spolužáka s touto kartou najít. Když se žáci najdou, ukáží spolužákům, které karty k sobě přiřadili. Spolužáci kontrolují, zda se skutečně jedná o dvojice.


DOPLŇUJÍCÍ MATERIÁLY Znění písemných testů a jejich správné řešení: SKUPINA: A 1. Definuj alkeny a uveď jednoho zástupce. Uhlovodíky obsahující ve své struktuře dvojnou vazbu. Zástupce ethen, propen, buten, ...

2. Rozhodni, zda jsou tvrzení pravdivá: ANO x NE a) Ethylen (ethen) je plyn urychlující zrání ovoce. ANO b) Acetylen (ethyn) se používá na výrobu syntetického kaučuku. NE c) Benzen je pevná látka, která sublimuje. NE

114

3. Doplň tabulku: název

vzorec

pentan

C5H12

hepten

CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

propyn

CH≡C-CH3

ethen

C2H4 CH3

toluen

4. Zakroužkuj DERIVÁTY UHLOVODÍKŮ: CH4, C2H5OH, CH3Cl, C2H4, C6H12, C6H5NO2

5. Uveď vlastnosti a použití: PROPAN-BUTAN – bezbarvé hořlavé plyny, používají se jako palivo do sporáků a vařičů, zapalovačů, ekologické palivo BENZEN – bezbarvá těkavá kapalina, hořlavá, jedovatá, používá se jako rozpouštědlo a pro výrobu dalších organických sloučenin BUTA1,3-DIEN – plyn, používá se pro výrobu syntetického kaučuku

SKUPINA: B 1. Definuj alkyny a uveď jednoho zástupce. Uhlovodíky obsahující ve své struktuře trojnou vazbu. Zástupce ethyn, propyn, butyn, ...

2. Rozhodni, zda jsou tvrzení pravdivá: ANO x NE a) Propan-butan se používá jako palivo do motorů. ANO b) Buta-1,3-dien se používá na výrobu syntetického kaučuku. ANO c) Toluen se používá na výrobu plastů. NE

115

3. Doplň tabulku: název

vzorec

hexan

C6H14

hexen

CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH3

buten

CH2=CH-CH2-CH3

ethyn

C2H2

naftalen

4. Zakroužkuj ORGANICKÉ LÁTKY: H2SO4, C2H5OH, NaCl, CO2, C2H4, C6H5NO2

5. Uveď vlastnosti a použití: METHAN – bezbarvý plyn, bez zápachu, není jedovatý, využívá se na topení a vaření, k výrobě dalších organických látek NAFTALEN – bílá krystalická látka, zapáchá, sublimuje, používá se jako insekticid, k výrobě barviv a léčiv ETHYN (ACETYLEN) – bezbarvý plyn s narkotickými účinky, výbušný, používá se na řezání a svařování kovů, pro výrobu dalších organických látek


16. HALOGENDERIVÁTY (pokračování) Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min




hromadná (frontální), hromadná (samostatná práce)

Metody výuky:

názorně demonstrační – projekce dynamická – video verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – práce s pracovním listem verbální – práce s učebnicí verbální – dialogická – rozhovor

Další informace (dle formy např. velikost skupin): -


video [30] vytištěné pracovní listy (viz příloha č. 18)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální výchova – freony (poškozování ozonové vrstvy)


Výchova ke zdraví – vliv UV záření na lidskou pokožku


Žák uvede charakteristické vlastnosti významných halogenderivátů.

•

Žák uvede využití významných halogenderivátů.


Žák účinně využívá učebnici pro získávání informací.

117

komunikativní:


občanské:

Žák chápe environmentální problémy spojené se zeslabováním ozonové vrstvy.


narkotické účinky, slzné účinky, ředidla, halogenové žárovky, anestetika

nové:

freony, tetrachlormethan, tetrafluorethylen, vinylchlorid, freony

rozšiřující:

-


žák popisuje vlastnosti a využití halogenderivátů.

senzomotorické:

-

Návyky: Myšlenkové operace: Analýza – žák analyzuje text, aby mohl vyplnit pracovní list Praktický dopad: Sloučeniny sloužící k výrobě ředidel, plastů, pesticidů, herbicidů, halogenových žárovek a freonů – látek, které musely být zakázány kvůli rozrušování ozonové vrstvy.

118

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Projekce dynamická – video Video pojednává o vysloužilých elektrospotřebičích (ledničkách) a freonech. Pro motivaci postačí pustit pasáž od začátku do 5:50. Opakování Aktivita Učitel napíše na zadní stranu tabule tři vzorce a tři názvy uhlovodíkových zbytků a halogenderivátů. Vysvětlí způsob práce. Soutěž začne otočením tabule k žákům. Žáci opakují názvosloví a prvních deset nejrychlejších žáků se správnými odpověďmi dostane malé jedničky. Expozice Práce s učebnicí a pracovním listem Žák si o daném zástupci halogenderivátů přečte v učebnici a vyplní pracovní list. Vyplněný pracovní list slouží zároveň jako zápis do sešitu.


PRACOVNÍ LIST - ZÁSTUPCI HALOGENDERIVÁTŮ TETRACHLORMETHAN –

bezbarvá, nehořlavá, jedovatá, kapalná látka

–

využití: rozpouštědlo v chemických laboratořích

TRICHLORMETHAN (chloroform) –

narkotické účinky, využití v lékařství

TETRAFLUORETHYLEN (tetrafluorethen) –

výroba teflonu, který vzniká polymerací tetrafluorethylenu

119

– vlastnosti: nehořlavý, žáruvzdorný –

použití: povrchová úprava chemických zařízení, nádobí a skluznic lyží

VINYLCHLORID (chlorethen) –

výroba polyvinylchloridu

–

měkčené PVC (novoplast): podlahové krytiny, koženky, hračky

–

neměkčené PVC (novodur): instalatérské rozvody

FREONY –

látky obsahující dva různé halogeny

–

dříve se používaly: hnací plyny ve sprejích, chladicí kapaliny

– dnes je jejich používání zakázáno, protože ničí ozonovou vrstvu Fixace a závěr Kontrola pracovního listu. Učitel žákům dovysvětlí informace k jednotlivým zástupcům halogenderivátů.



17. DUSÍKATÉ DERIVÁTY Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

názorně demonstrační – projekce dynamická – video aktivizující metoda – didaktická hra verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – práce s učebnicí verbální – dialogická – rozhovor

Další informace (dle formy např. velikost skupin): skupiny čtyřech, poté dvojice Pomůcky a chemikálie:

video [31] chemické domino (viz příloha č. 19) vytištěné charakteristiky jednotlivých zástupců dusíkatých derivátů (viz příloha č. 20)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Environmentální

výchova

–

nebezpečnost

dusíkatých derivátů pro životní prostředí Mezipředmětové vztahy:

-


Žák definuje dusíkaté deriváty uhlovodíků.

•

Žák určí nebezpečnost dusíkatých derivátů podle výstražných symbolů.

•

Žák uvede charakteristické vlastnosti a využití dusíkatých derivátů.

121


Žák účinně využívá učebnice pro získání informací.

komunikativní:


občanské:

Žák dodržuje pravidla férové hry při hře chemické domino.


výbušnina, rozpouštědlo, barvivo, léčivo

nové:

dusíkaté

deriváty

uhlovodíků,

nitroderiváty,

aminoderiváty,

nitrobenzen, trinitrotoluen, anilin rozšiřující:

-


žák popisuje vlastnosti a využití dusíkatých derivátů.

senzomotorické:

-

Návyky: Myšlenkové operace: Dedukce – názvosloví dusíkatých derivátů uhlovodíků Praktický dopad: Látky, které se používají při výrobě, barviv, léčiv a výbušnin.

122

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Projekce dynamická – video Video o síle výbuchu trinitrotoluenu. Opakování Chemické domino Žáci se rozdělí do skupinek po čtyřech a skládají k sobě kartičky s názvy a vzorci (alkanů, alkenů, alkynů, arenů, či halogenderivátů). Expozice Výklad –

dusíkaté deriváty (deriváty uhlovodíků, které obsahují v molekule atom dusíku)

–

rozdělení dusíkatých derivátů na nitroderiváty (skupina –NO2) a aminoderiváty (skupina –NH2)

–

názvosloví (v názvu předpona nitro-, nebo amino-)

Práce s učebnicí Dvojice žáků obdrží vytištěné a rozstříhané charakteristiky vlastností, využití a výstražných symbolů zástupců dusíkatých derivátů, přečtou si je a za pomoci učebnice přiřadí k názvu příslušného derivátu.

NITROBENZEN nažloutlá kapalina vůně hořkých mandlí výroba anilinu, výbušnin, rozpouštědel

123

TRINITROTOLUEN žlutá krystalická látka výbušnost výroba výbušnin

ANILIN bezbarvá olejovitá kapalina na vzduchu oxiduje na výrobu barviv a léčiv

Zápis do sešitu Podle charakteristik si žáci sami vytvoří zápis do sešitu. Příklad zápisu do sešitu: DUSÍKATÉ DERIVÁTY –

deriváty uhlovodíků, které v molekule obsahují atom dusíku vázaný buď v nitroskupině –NO2 (nitroderiváty), nebo v aminoskupině –NH2 (aminoderiváty)

–

zástupci:

NITROBENZEN –

nažloutlá toxická kapalina s vůní hořkých mandlí

–

výroba anilinu, výbušnin, rozpouštědlo

TRINITROTOLUEN –

žlutá, snadno výbušná, krystalická látka

–

výroba výbušnin

ANILIN –

bezbarvá olejovitá kapalina, toxická, nebezpečná pro životní prostředí

–

výroba barviv a léčiv

124

Fixace a závěr Aktivita Každý žák si připraví otázku na jakékoli doposud probrané téma z organické chemie. Otázka musí být položena tak, aby se na ni dalo odpovědět pouze ano, nebo ne. Poté se žák postaví a třídě položí svou otázku. Zvednutí jedné ruky znamená odpověď ano, zvednutí obou rukou značí odpověď ne. Učitel a tázající se žák kontrolují správnost odpovědí.


SEBEREFLEXE Kladně hodnotím didaktickou hru chemické domino. Žáky baví a dobře si procvičí názvosloví. Doporučuji nakonec raději zkontrolovat, případně vysvětlit nejasnosti.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [18], [21], [31]

125

18. JEDNOSYTNÉ ALKOHOLY Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

názorně demonstrační – projekce statická verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – demonstrační pokus


ethanol pokus „Nehořlavý kapesník“ (ethanol, voda, látkový kapesník, kádinka, kahan, zápalky)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

Osobnostní a sociální výchova – alkoholismus


Výchova

ke

zdraví

–

otravy

methanolem,

ethanolem, alkoholismus Přírodopis – vliv ethanolu na tělní orgány Výchovně vzdělávací cíle: •

Žák definuje alkoholy.

•

Žák vytvoří podle názvu alkoholu jeho vzorec a ze vzorce odvodí název alkoholu.

•

Žák uvede vlastnosti, výrobu, využití a nebezpečnost methanolu a ethanolu.


Žák přemýšlí nad otázkami, formuluje své myšlenky a vyjadřuje je v kultivovaném ústním projevu. 126

pracovní:

Žák bezpečně zachází s látkami používanými k chemickému pokusu a dodržuje pokyny vyučujícího.


alkohol, methanol, ethanol, destilace, destilát, kvašení, hořlavina, rozpouštědlo, ekologické palivo, tuk

nové:

denaturace, jednosytné alkoholy, vícesytné alkoholy

rozšiřující:

-


žák popisuje vlastnosti a využití významných alkoholů.

senzomotorické:

-

Návyky: Žák dodržuje bezpečnost při práci s hořlavinami, pracuje dle pokynů učitele a návodu chemického experimentu. Myšlenkové operace: Dedukce – vlastnosti methanolu a ethanolu Praktický dopad: Látky, které jsou v poslední době velmi diskutované (methanolová kauza v ČR, alkoholismus).

127

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Projekce statická

Obr. 8 – Spotřeba piva v Česku [33]

Obr. 9 – Průměrná roční spotřeba alkoholu v roce 2001 [34] Opakování Projekce schématu, nebo jeho napsání na tabuli. Žáci doplňují.

128

Příklad schématu: DUSÍKATÉ DERIVÁTY

název

skupina

zástupce

Doplněné schéma: DUSÍKATÉ DERIVÁTY

NITRODERIVÁTY

název

AMINODERIVÁTY

-NO2

skupina

-NH2

NITROBENZEN

zástupce

ANILIN


dělení kyslíkatých derivátů uhlovodíků na hydroxyderiváty, karbonylové sloučeniny a karboxylové kyseliny

–

hydroxyderiváty obsahují hydroxylovou skupinu (-OH), dělí se na alkoholy a fenoly

–

názvosloví alkoholů (koncovka –ol)

–

methanol (kapalina, palivo, otravy)

–

ethanol (kapalina, ethanolové kvašení, kosmetika, léčiva, alkoholické nápoje, palivo)

–

ukázka ethanolu – žáci si mohou přičichnout

–

účinky ethanolu na lidský organismus

129

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: HYDROXYDERIVÁTY –

sloučeniny s hydroxylovou skupinou –OH

–

dělí se na alkoholy a fenoly

ALKOHOLY –

deriváty uhlovodíků s hydroxylovou skupinou

–

jednosytné obsahují jednu –OH skupinu

–

vícesytné obsahují více –OH skupin

Zástupci alkoholů: METHANOL –

bezbarvá kapalina, hořlavá, prudce jedovatá

–

ekologické palivo, rozpouštědlo

ETHANOL –

bezbarvá, hořlavá kapalina

–

vznik ethanolovým kvašením cukrů

– výroba léčiv, kosmetiky, ekologické palivo Aplikace Pokus „Nehořlavý kapesník“ V kádince si vytvoříme směs ethanolu a vody v poměru 1:1 (50% roztok ethanolu). Do směsi přidáme půl lžičky chloridu sodného. Kapesník namočíme ve směsi, nesmí zůstat nikde suchý. Kapesník uchopíme do kleští a opatrně zapálíme od plamene kahanu. Ihned vyjmeme z plamene a sledujeme průběh reakce.


Co se stalo s kapesníkem? Proč neshořel? Kapesník zůstal neporušený. Nejdříve ze směsi vyhořel ethanol a kapesník byl poté ochlazován vodou.

130

Fixace a závěr Opakovací otázky •

Jaké mají methanol a ethanol společné vlastnosti? Methanol a ethanol jsou bezbarvé hořlavé kapaliny.

•

Jak vzniká methanol a jak ethanol? Methanol vzniká při suché destilaci dřeva, ethanol ethanolovým kvašením cukrů.

•

Na co se používá methanol a ethanol? Methanol se používá jako ekologické palivo a rozpouštědlo, ethanol na výrobu léčiv, kosmetiky, alkoholických nápojů a také jako ekologické palivo.

•

Podle čeho se alkoholy dělí na jednosytné a vícesytné? Rozdělení alkoholů na jednosytné, či vícesytné je dáno počtem –OH skupin v molekule alkoholu.

•

Jak bezpečné, či nebezpečné jsou tyto alkoholy? Methanol je prudce jedovatý již v malém množství, může způsobovat poškození zraku i smrt. Ethanol v malých dávkách krátkodobě způsobuje euforii a pocit uvolnění, ve větších však může způsobovat deprese. Může také způsobovat alkoholovou závislost.


SEBEREFLEXE Pozitivně hodnotím využívání schémat při výuce (zde v opakovací části hodiny). Pro žáky je tak učivo přehlednější. Pokus „Nehořlavý kapesník“ je demonstrační. Pro jeho demonstraci lze vyvolat žáky, aby ho předváděli před spolužáky. Je nutné dodržovat zásady bezpečné práce! Žáci jsou tímto pokusem velice nadšeni. Pokus lze provést s využitím bankovky. Žáci mohou za domácí úkol zjistit podrobnosti o nedávno proběhlé methanolové kauze v ČR.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [16], [18], [20], [21], [33], [34] 131

19. VÍCESYTNÉ ALKOHOLY, FENOLY Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

názorně demonstrační – demonstrační pokus verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor


pokus „Nemrznoucí ethylenglykol“ (2 stejné PET láhve (0,5 l), voda, ethylenglykol, mraznička, glycerol, ethylenglykol, voda, zkumavka, kádinka)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

-


-


Žák vyjmenuje charakteristické vlastnosti glycerolu a ethylenglykolu.

•

Žák uvede výrobu a použití glycerolu a ethylenglykolu.

•

Žák definuje fenoly.



132


alkohol, vícesytné alkoholy, glycerin, výbušnina, kosmetika, nemrznoucí směs, benzenové jádro

nové:

glycerol, ethylenglykol, fenol

rozšiřující:

-


žák popisuje vlastnosti a využití vícesytných alkoholů a fenolů;

senzomotorické:

žák porovnává vlastnosti vody a glycerolu.

Návyky: Myšlenkové operace: Dedukce – vyvozování vlastností glycerolu a ethylenglykolu Praktický dopad: Látky používající se v kosmetice, dále jako nemrznoucí směsi v automobilech, nátěrové hmoty a lepidla.

133

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Pokus „Nemrznoucí ethylenglykol“ Do jedné PET láhve nalijeme asi 100 cm3 vody, do druhé 100 cm3 ethylenglykolu. Obě láhve uzavřeme a vložíme do mrazničky. Necháme je zde do konce vyučovací hodiny. Poté sledujeme, co se s kapalinami stalo. Opakování Na tabuli bude napsána, nebo promítnuta tabulka sloužící k opakování. Žáci budou náhodně vyvoláváni a odpovědi vyplní do tabulky.

Definice alkoholu: Vzorec dvojsytného alkoholu: Vlastnost methanolu: Výroba methanolu: Vlastnost ethanolu: Využití ethanolu:

Správné odpovědi: Definice alkoholu:

Deriváty

uhlovodíků

obsahující

v molekule

hydroxylovou skupinu –OH. Vzorec dvojsytného alkoholu: Vlastnost methanolu:

OH HO

Bezbarvá

kapalina

charakteristického

zápachu,

hořlavá a prudce jedovatá. Výroba methanolu:

Vyrábí se z vodíku a oxidu uhelnatého.

Vlastnost ethanolu:

Bezbarvá, příjemně vonící, hořlavá kapalina.

Využití ethanolu:

Výroba alkoholických nápojů, léčiv, kosmetických přípravků. Využití i jako ekologické palivo.

134


vícesytné alkoholy (obsahují více –OH skupin)

–

žáci vytvoří vzorce: ethylenglykol = ethan-1,2-diol OH HO

glycerol = propan-1,2,3-triol HO

OH OH

–

praktická ukázka glycerolu (žáci porovnávají hustotu glycerolu a vody při přelévání ze zkumavky do kádinky a vyvozují vlastnosti glycerolu)

– vlastnosti glycerolu (vyšší hustota než voda, olejovitá konzistence, nasládlá chuť, rozpustnost ve vodě) a využití (výroba kosmetiky, léčiv, mastí a dynamitu) –

vlastnosti ethylenglykolu (bezbarvá, olejovitá, velmi jedovatá kapalina) a využití (nemrznoucí směs v automobilech)

–

fenoly (deriváty uhlovodíků s hydroxylovou skupinou –OH vázanou na benzenové jádro)

–

zástupce: fenol (obsažen v dehtu), vlastnosti (bezbarvá krystalická látka tmavnoucí na vzduchu, leptavá, jedovatá) a využití (nátěrové hmoty, lepidla, plasty a indikátor fenolftalein)

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: VÍCESYTNÉ ALKOHOLY –

alkoholy obsahující v molekule více –OH skupin

–

zástupci: ETHYLENGLYKOL (ethan-1,2-diol) –

bezbarvá, olejovitá, velmi jedovatá kapalina

–

využití: nemrznoucí směs v automobilech

GLYCEROL (propan-1,2,3-triol) –

olejovitá konzistence, nasládlá chuť, rozpustnost ve vodě

–

využití: kosmetika, léčiva, masti a výbušniny

135

FENOLY –

deriváty uhlovodíků s hydroxylovou skupinu –OH vázanou na benzenové jádro

–

zástupce: FENOL –

bezbarvá krystalická látka tmavnoucí na vzduchu, leptavá, jedovatá

– využití: nátěrové hmoty, lepidla, plasty a indikátor fenolftalein Aplikace Návrat k pokusu „Nemrznoucí ethylenglykol“ Vyndáme z mrazničky PET láhve a pozorujeme, co se stalo s vodou a ethylenglykolem.


Co se stalo s vodou a ethylenglykolem? Voda zamrzla, ethylenglykol nezamrzl, proto se používá jako nemrznoucí směs v chladičích automobilů.

Fixace a závěr Aktivita Žák vymyslí a do sešitu napíše otázku na téma alkoholy. Na otázku si připraví i odpověď. Poté budou vyvoláni vždy dva žáci, kteří si navzájem otázky položí. Správnost odpovědí posuzuje třída i tázající se žáci.


SEBEREFLEXE Tato hodina probíhá klasickou formou. Žáky velice baví fixační aktivita, ve které si navzájem se spolužáky pokládají otázky. Je však nutné dohlédnout na správnost odpovědí.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [14], [16], [18], [20], [21] 136

20. LABORATORNÍ CVIČENÍ 2 – ALKOHOLY Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min


hodina laboratorních cvičení


skupinová práce (homogenní)

Metody výuky:

frontální skupinový pokus

Další informace (dle formy např. velikost skupin): dvojice Pomůcky a chemikálie:

vytištěné protokoly k laboratornímu cvičení 2 (viz příloha č. 21) pokus „Zkouška čistoty ethanolu“ (zkumavky, odměrné válce, stojany na zkumavky, čistý líh, denaturovaný líh, 0,1% roztok manganistanu draselného)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

-


Výchova

ke

zdraví

–

otravy

ethanolem,

alkoholismus, vliv ethanolu na jednotlivé orgány Výchovně vzdělávací cíle: •

Žák zjistí, zda je ve vzorku obsažen čistý ethanol.

Kompetence: pracovní:

Žák bezpečně zachází s látkami používanými k chemickému pokusu. Žák dodržuje pokyny vyučujícího. Žák dodržuje pracovní postup pokusu.

137


alkohol, ethanol, destilace, destilát, denaturace

nové:

-

rozšiřující:

-


žák uvádí vzorec, vlastnosti a využití ethanolu, zaznamenává výsledky do tabulky, vysvětluje pojem denaturace alkoholu, formuluje závěr;

senzomotorické:

žák připravuje roztoky dle návodu, žák pozoruje zbarvení roztoku.

Návyky: Žák dodržuje pracovní postup uvedený v protokolu laboratorního cvičení, řídí se pravidly bezpečné práce v chemii a dodržuje bezpečnost při práci s hořlavinami. Myšlenkové operace: Dedukce – stanovení čistoty ethanolu Praktický dopad: Žák zjistí, zda neznámý vzorek obsahuje čistý ethanol.

138

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny.

Přípravná část Otázky k opakování •

Definuj alkoholy. Alkoholy jsou deriváty uhlovodíků obsahující v molekule hydroxylovou skupinu –OH.

•

Jaké vlastnosti má ethanol? Ethanol je bezbarvá, příjemně vonící, hořlavá kapalina.

•

K čemu se ethanol používá? Ethanol se používá pro výrobu alkoholických nápojů, léčiv a kosmetických přípravků. Využívá se i jako ekologické palivo.

Upozornění a zopakování pravidel BOZP Žákům je zakázáno požívat chemikálie využívané pro tento pokus. Žák pracuje se skleněnými chemickými nádobami opatrně, aby nedošlo k jejich rozbití. Při práci s kapalinami se snaží eliminovat riziko rozlití kapaliny. Žák přesně dodržuje pracovní postup. Realizační část Vysvětlování a instruktáž –

seznámení s jednotlivými úkoly cvičení a postupem práce (viz postup práce v protokolu k laboratornímu cvičení 2)

–

rozdání protokolů k laboratornímu cvičení (viz příloha)

–

učitel vše ještě jednou zopakuje, případně vysvětlí nejasnosti

–

příprava pomůcek a chemikálií

–

práce žáků dle pokynů v laboratorním protokolu

–

učitel žáky kontroluje, případně jim radí

–

žáci ověřují nabyté znalosti a jejich správnost v praxi, výsledky formulují do závěru

Závěr Úklid veškerých pomůcek a chemikálií. Zhodnocení práce žáků. Poděkování za spolupráci a rozloučení.

139

DOPLŇUJÍCÍ MATERIÁLY Znění protokolu k laboratornímu cvičení:

PROTOKOL – Laboratorní cvičení 2 –

ZKOUŠKA ČISTOTY ETHANOLU Cílem tohoto laboratorního cvičení je zjistit, zda je ve vzorcích obsažen čistý ethanol.

Pomůcky a chemikálie: zkumavky (2 ks), odměrný válec (1 ks), stojan na zkumavky, čistý líh, denaturovaný líh, 0,1% roztok manganistanu draselného

Postup: 1. Do stojanu na zkumavky vložte dvě zkumavky. 2. Do jedné odměřte v odměrném válci 5 cm3 čistého lihu. Tuto zkumavku označte písmenem Č (čistý alkohol). 3. Do druhé odměřte v odměrném válci 5 cm3 denaturovaného lihu. Tuto zkumavku označte písmenem D (denaturovaný alkohol). 4. Ke každému vzorku přidejte 1 cm3 0,1% roztoku manganistanu draselného. 5. Po 1 – 2 minutách pozorujte zbarvení obou roztoků. 6. Výsledky zaznamenejte do tabulky. 7. Po obdržení neznámého vzorku, odměřte do zkumavky opět 5 cm3 vzorku. 8. Do vzorku přidejte 1 cm3 0,1% roztoku manganistanu draselného. 9. Po 1 – 2 minutách pozorujte zbarvení roztoku.

ÚKOL č. 1: Uveď vzorec, vlastnosti a využití ethanolu.

140

ÚKOL č. 2: Zaznamenej do tabulky výsledky zkoušky.

Vzorek

Čistota ethanolu

Zbarvení

Č

D

neznámý

ÚKOL č. 3: Vysvětli pojem denaturace alkoholu.

ZÁVĚR:

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [36]

141

21. ALDEHYDY, KETONY Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min




hromadná

(samostatná

práce),

skupinová

(homogenní), hromadná (frontální) Metody výuky:

aktivizující metoda – Snowballing

Další informace (dle formy např. velikost skupin): skupinky po 6 žácích Pomůcky a chemikálie:

-



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

-


Přírodopis – methanal (formaldehyd) – uchovávání biologických preparátů, vznik ketonů v organismu při hladovění a některých chorobách


Žák definuje karbonylové sloučeniny a jejich druhy.

•

Žák vytvoří z názvu karbonylových sloučenin jejich vzorce a ze vzorců odvodí názvy karbonylových sloučenin.

•

Žák uvede vlastnosti a využití významných karbonylových sloučenin.


Žák využívá učebnici k získávání nových vědomostí.

komunikativní:

Žák prezentuje spolužákům svoji část učiva.

sociální a personální: Žák účinně spolupracuje ve skupině při aktivizující metodě Snowballing.

142


konzervační prostředek, podpalovač, ředidlo, rozpouštědlo

nové:

karbonylové sloučeniny, aldehydy, ketony, methanal, ethanal, formalin, pevný líh, propanon

rozšiřující:

-


žák popisuje vlastnosti a využití karbonylových sloučenin.

senzomotorické:

-

Návyky: Myšlenkové operace: Konkretizace – vlastnosti aldehydů, ketonů a jejich zástupců Praktický dopad: Žák se dozví, v čem jsou uchovávány biologické preparáty, nebo která látka slouží k podpalování ohně.

143

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Vyvozovací rozhovor Viděli jste někdy v učebně přírodopisu zakonzervovaného živočicha v roztoku formalinu? Rozdělávají rodiče oheň v krbu za pomoci bílého pevného podpalovače? Děvčata, která si lakují nehty a poté odstraňují zbytky laku na nehty odlakovačem. Proč je lepší používat bezacetonové? Co je to aceton? Opakování •

Jaké známe deriváty uhlovodíků? Mezi deriváty uhlovodíků patří halogenderiváty, dusíkaté a kyslíkaté deriváty.

•

Vyjmenuj nejvýznamnější alkoholy a uveď jejich využití. Mezi nejvýznamnější alkoholy patří methanol (ekologické palivo, rozpouštědlo), ethanol (výroba alkoholických nápojů, léčiv), glycerol (kosmetika, masti, výbušniny) a ethylenglykol (nemrznoucí chladicí směs, výroba plastů).

Expozice Aktivizující metoda Snowballing Každý žák dostane číslo od 1 do 6. Učitel vysvětlí způsob práce. Číslo, které bylo žákovi přiděleno, značí, jakou částí daného tématu se bude žák zabývat. Žák si prostuduje tuto kapitolu a vybere z ní to nejdůležitější. Po uplynutí pěti minut žák vytvoří skupinku se sousedem v lavici a navzájem si předají informace o své části tématu. Poté se dvojice spojí s další dvojicí a opět si všichni navzájem vysvětlí svou část. Nakonec dojde k dalšímu spojení skupin, aby bylo probráno všech 6 částí. Poté si společně vytvoří skupinka zápis do sešitu.

Rozdělení: 1 – karbonylové sloučeniny 2 – názvosloví aldehydů 3 – zástupce aldehydů – methanal (formaldehyd) 4 – zástupce aldehydů – ethanal (acetaldehyd) 144

5 – názvosloví ketonů 6 – zástupce ketonů – propanon (aceton)

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: KARBONYLOVÉ SLOUČENINY –

sloučeniny, které obsahují karbonylovou skupinu –CO

ALDEHYDY

KETONY

skupina -COH

skupina -COR

koncovka -al

koncovka -on

Methanal = formaldehyd

Propanon = aceton

–

bezbarvý, jedovatý, štiplavý plyn

–

–

40% vodný roztok konzervační

těkavá,

hořlavá,

se

vzduchem výbušná kapalina

prostředek biologických materiálů

–

používá

se

jako

rozpouštědlo,

ředidlo a výroba plastů

(formalin) Ethanal = acetaldehyd –

bezbarvá,

-

štiplavá kapalina, se vzduchem výbušná

–

využívá se pro výrobu kyseliny octové, léčiv a pevného lihu

Fixace a závěr Celkové shrnutí –

karbonylové sloučeniny (sloučeniny, které obsahují karbonylovou skupinu –CO)

–

aldehydy (obsahují skupinu

–

názvosloví aldehydů (koncovka –al)

–

zástupce aldehydů: methanal = formaldehyd (bezbarvý, jedovatý, štiplavý plyn,

), ketony (obsahují skupinu

) R

40% vodný roztok – formalin – konzervační prostředek biologických materiálů) a ethanal = acetaldehyd (štiplavá kapalina, se vzduchem výbušná, využívá se pro výrobu kyseliny octové, léčiv a pevného lihu)

145

– názvosloví ketonů (koncovka –on) –

zástupce ketonů: propanon = aceton (bezbarvá, těkavá, hořlavá, se vzduchem výbušná kapalina, používá se jako rozpouštědlo, ředidlo a výroba plastů)

Do příště se žáci rozdělí na 9 skupinek po 2 – 4 žácích.


SEBEREFLEXE Při výuce byla použita metoda Snowballing. Je nezbytné žáky neustále procházet a dohlédnout na to, jestli všichni vědí, co mají dělat. Žáci byli na začátku expoziční části hodiny trochu zmateni. Doporučuji tedy důkladně vysvětlit princip práce. Důležité je také konečné shrnutí. Hodnotím tuto metodu pozitivně a v budoucnu ji jistě opět využiji.


146

22. KARBOXYLOVÉ KYSELINY (úvod) Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min




hromadná (frontální), skupinová (heterogenní)

Metody výuky:

verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – demonstrační pokus aktivizující metoda – projektová výuka

Další informace (dle formy např. velikost skupin): 9 skupinek (2 – 4 žáci) Pomůcky a chemikálie:

pokus „Neutralizace“ (dvě zkumavky, držák zkumavek, 10% roztok hydroxidu sodného, 8% roztok kyseliny chlorovodíkové a 8% roztok kyseliny octové, fenolftalein)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

-


Výchova ke zdraví – první pomoc při potřísnění kyselinou


Žák definuje karboxylové kyseliny.

•

Žák porovná vlastnosti karboxylové a anorganické kyseliny.

•

Žák vytvoří z názvu základních karboxylových kyselin jejich vzorce a ze vzorců odvodí názvy karboxylových kyselin.

147

Kompetence: sociální a personální: Žák účinně spolupracuje ve skupině při projektové výuce.


anorganická kyselina, uhelnatění, kyslíkaté deriváty uhlovodíků

nové:

karboxylová kyselina, organická kyselina

rozšiřující: Dovednosti: intelektuální:

žák popisuje vlastnosti a výskyt karboxylových kyselin.

senzomotorické:

-

Návyky: Žák pracuje dle návodu chemického experimentu a dodržuje bezpečnost práce v chemii. Myšlenkové operace: Syntéza – žák vytváří plakát charakterizující danou kyselinu Praktický dopad: Karboxylové kyseliny, sloučeniny vyskytující se jak v našich tělech, tak ostatních živočichů, či rostlin.

148

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Rozhovor Štípl vás již někdy mravenec? Žahli jste se o kopřivu? Proč je nepříjemné mravenčí bodnutí, nebo žahnutí kopřivy? Proč pot páchne? Proč nás po namáhavém cvičení bolí svaly? Trápí vás pupínky? Jaké chemické sloučeniny by měly kosmetické prostředky obsahovat, aby vám s tímto problémem pomohly? Na všechny tyto otázky dostanou žáci odpovědi v následujících vyučovacích hodinách. Expozice Výklad –

karboxylová kyselina (organická sloučenina obsahující karboxylovou skupinu)

–

pravidla názvosloví (koncovka -ová k názvu uhlovodíku)

–

výskyt karboxylových kyselin (v tělech rostlin, živočichů i člověka)

Pokus „Neutralizace“ Do každé zkumavky nalijeme 5 cm3 10% roztoku hydroxidu sodného a přidáme dvě kapky fenolftaleinu.

Do

první

zkumavky

postupně

přidáváme

8%

roztok

kyseliny

chlorovodíkové, do druhé roztok kyseliny octové. Pozorujeme průběh neutralizace, při kterém dochází k odbarvení fenolftaleinu.


Co značí odbarvování fenolftaleinu? Odbarvování fenolftaleinu značí proběhnutí neutralizace. Došlo ke změně pH. V bazickém prostředí je fenolftalein zbarven fialově, při přechodu do kyselého se odbarvuje.

Třída se rozdělí do devíti skupinek. Každá skupinka obdrží papír (velikost A3, nebo A2), který bude sloužit jako plakát. Struktura plakátu bude dána. Musí vždy obsahovat tyto části: název kyseliny, její vzorec, vlastnosti, výskyt, využití a zajímavosti. Měl by být doplněn obrázky (nakreslené, vystřižené z časopisů, či akčních letáků).

149

Skupinka si pro spolužáky připraví 5 – 10 minutový výklad o kyselině, doplněný názornou ukázkou v podobě plakátu. Také připraví krátký zápis do sešitu pro ostatní. Na příští hodinu mohou přinést i výrobky obsahující dané kyseliny apod. Žáci tuto hodinu začnou plakát vytvářet, dodělají ho doma a příští hodinu již bude prezentován. Závěr Upozornit žáky na to, že příští hodinu bude prezentace plakátů týkajících se karboxylových kyselin.


SEBEREFLEXE Pokus prováděný v této hodině je pouze demonstrační. Hodina se skládá ze dvou částí. První část hodiny (výklad) je lepší zvládnout rychleji, aby se mohlo přejít co nejdříve k části druhé. Do skupinek se žáci měli rozdělit sami podle vlastního uvážení. Druhá část by měla být zahájena uvedením přesných informací k vytvoření plakátu. Žáci musí vědět, co a jak mají dělat. Učitel by měl žáky stále procházet, případně vysvětlovat nejasnosti. Bylo by dobré také přinést plakát z předešlých let, aby se mohli žáci inspirovat.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [16], [18], [21]

150

23. KARBOXYLOVÉ KYSELINY (pokračování) Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

90 min




skupinová (heterogenní), hromadná (frontální)

Metody výuky:

aktivizující metoda – projektová metoda

Další informace (dle formy např. velikost skupin): 9 skupinek (2 – 4 žáci) Pomůcky a chemikálie:

plakáty připravené žáky



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

-


Přírodopis – obranné chování živočichů, vznik kyseliny mléčné ve svalech při svalové námaze, pocení, olejniny, aminokyseliny


Žák uvede charakteristické vlastnosti jednotlivých karboxylových kyselin.

•

Žák uvede použití významných karboxylových kyselin.


Žáci prezentují výsledky své práce před spolužáky.

sociální a personální: Žák účinně spolupracuje ve skupině při projektové výuce. Žák oceňuje práci ostatních skupin a objektivně ji hodnotí.

151


konzervace potravin, barvivo, léčivo, ocet, plast, dochucovadlo, hydratační účinky, antiseptické účinky, bílkoviny

nové:

kyselina mravenčí, kyselina octová, kyselina citronová, kyselina mléčná, mléčné kvašení, kyselina máselná, kyselina benzoová, kyselina stearová, kyselina palmitová, kyselina olejová, kyselina aminooctová

rozšiřující:

-


žák popisuje vlastnosti a využití karboxylových kyselin.

senzomotorické:

-

Návyky: Žák objektivně hodnotí práci ostatních skupin. Myšlenkové operace: Srovnávání – vlastnosti jednotlivých kyselin Praktický dopad: Karboxylové kyseliny, sloučeniny vyskytující se jak v našich tělech, tak ostatních živočichů, či rostlin.

152

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Tato výuka proběhne bez motivační části, protože pro žáky je samotnou motivací již to, že budou vystupovat s plakátem před svými spolužáky a prezentovat svoji práci. Expozice Prezentace hotových plakátů – výklad (v těchto dvou vyučovacích hodinách budou postupně probrány vybrané karboxylové kyseliny) –

skupinka prezentuje danou kyselinu, napíše spolužákům zápis na tabuli a nechá plakát kolovat po třídě

–

učitel doplní a shrne charakteristiku kyseliny

–

učitel zhodnotí prezentaci, vzhled a kompletnost plakátu

–

spolužáci také zhodnotí jednotlivé skupinky (jednu známku získají skupinky od učitele, druhou známku (jedničku) získá nejlepší skupina vybraná žáky)

Fixace a závěr Zápis do sešitu Zápis poskytuje prezentující skupina. Příklad zápisu do sešitu: KYSELINA MRAVENČÍ –

bezbarvá, štiplavě páchnoucí, hořlavá kapalina

–

v mravenčím a včelím jedu, kopřivách

–

konzervace potravin, výroba léků

KYSELINA OCTOVÁ –

štiplavě zapáchající kapalina

–

výroba oxidací ethanolu

–

barviva, léky, 8% roztok – ocet (dochucování jídel, konzervace potravin)

153

KYSELINA CITRONOVÁ –

bílá krystalická látka, kyselá chuť

–

v citrusech a nezralém ovoci

–

konzervační a dochucovací látka

KYSELINA MLÉČNÁ –

bezbarvá krystalická látka, kyselá chuť

–

vznik mléčným kvašením cukrů, bez kyslíku

–

konzervační a hydratační účinky (potravinářství, kosmetika)

KYSELINA MÁSELNÁ –

páchnoucí olejovitá kapalina

–

vzniká rozkladem, žluknutím másla, ale i potu

KYSELINA BENZOOVÁ –

bezbarvá krystalická látka

–

v pryskyřicích

–

konzervační látka, antiseptikum

KYSELINA STEAROVÁ A PALMITOVÁ –

součást pevných tuků, mastné kyseliny

–

kyselina stearová – z hovězího loje, kyselina palmitová – z kokosového oleje

–

svíčky, mýdla, sprchové gely, šampony

KYSELINA OLEJOVÁ –

součást olejů, nenasycená mastná kyselina

–

mýdla, kosmetika

KYSELINA AMINOOCTOVÁ = GLYCIN –

aminokyselina

–

stavební jednotka bílkovin


154

SEBEREFLEXE Doporučovala bych si připravit hodnotící tabulku, do které by žáci hodnotili přednášející skupinky. Ke konci hodiny je vhodné zařadit opakování, ve kterém by učitel každou kyselinu shrnul a spolu s žáky zopakoval.

_________________________________________________________________________ PŘÍPRAVA ZPRACOVÁNA DLE: [16], [18], [21] 155

24. SOLI, ESTERY KARBOXYLOVÝCH KYSELIN Ročník:

9.

Místo realizace:

třída

Časová dotace:

45 min





Metody výuky:

verbální – práce s pracovním listem verbální – monologická – výklad, vysvětlování verbální – dialogická – rozhovor názorně demonstrační – demonstrační pokus


vytištěné pracovní listy (viz příloha č. 22) obaly od potravin (instantní polévky a jídla) pokus „Příprava esteru“ (baňka, zátka s trubicí, ethanol, kyselina octová, kahan, vodní lázeň, konc. kyselina sírová, kádinka, nasycený roztok chloridu sodného)



Vzdělávací obor:

Chemie

Tematický celek:


Průřezové téma:

-


Výchova ke zdraví – zdravý životní styl Přírodopis – rostlinné, živočišné tuky a vosky


Žák popíše průběh reakce, při které vzniká sůl karboxylové kyseliny.

•

Žák vysvětlí pojem esterifikace.

156

•

Žák uvede způsob využití solí a esterů karboxylových kyselin.



pracovní:

Žák bezpečně zachází s látkami používanými k chemickému pokusu a dodržuje pokyny vyučujícího.


glutamát, zvýrazňovač chuti, tuk, vosk

nové:

sůl karboxylové kyseliny, glutaman sodný, ester karboxylové kyseliny, esterifikace

rozšiřující:

-


žák popisuje reakci vzniku soli a esteru karboxylové kyseliny, žák zapisuje průběh reakce dle chemických zásad.

senzomotorické:

-

Návyky: Žák zkoumá složení potravin a zamýšlí se nad vhodností některých potravin ke konzumaci. Myšlenkové operace: Dedukce – podle obecné rovnice vzniku soli a esteru žák vytvoří příklad Praktický dopad: Látky v poslední době velmi často diskutované, se kterými se setkáváme při konzumaci některých instantních polévek, omáček apod.

157

SCÉNÁŘ VÝUKY Úvod Pozdrav, nastínění plánu hodiny. Motivace Vyvozovací rozhovor Slyšeli jste někdy o přídatných látkách v potravinách? Co jsou to tzv. éčka, o kterých se v poslední době tolik mluví? Znáte nějaká konkrétní? Jsou všechna škodlivá? Viděli jste v obchodě potraviny s nápisem „neobsahuje glutamát“? Co to vlastně glutamát je? Opakování Opakování karboxylových kyselin pomocí pracovního listu.


PRACOVNÍ LIST – KARBOXYLOVÉ KYSELINY

1. Doplň chybějící pojmy. Karboxylové kyseliny jsou ORGANICKÉ látky, které obsahují ve svém vzorci -COOH skupinu. Jsou to látky, které se vyskytují v tělech ROSTLIN a ŽIVOČICHŮ. Nejjednodušší karboxylovou kyselinou je kyselina METHANOVÁ, jiným názvem kyselina MRAVENČÍ.

2. Přiřaď ke každému vzorci správný název kyseliny.

CH3-CH2-COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-COOH

kyselina pentanová kyselina butanová

HCOOH

kyselina heptanová

CH3-CH2-CH2-COOH

kyselina propanová

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

kyselina methanová

3. Kyselina methanová se triviálním názvem nazývá: a) mléčná

b) máselná

c) mravenčí

158

d) octová

4. Kolikaprocentní roztok kyseliny octové ve vodě se používá jako OCET? a) 3%

b) 98%

c) 5%

d) 8%

5. Podle tvrzení poznej, o kterou kyselinu se jedná. a) Tato kyselina vzniká žluknutím másla. Je charakteristická nepříjemným zápachem. Vzniká i rozkladem potu na pokožce. – KYSELINA MÁSELNÁ

b) Tato kyselina je žíravá, zároveň je hořlavá. Nachází se v kopřivách, ale i jedu některého hmyzu. – KYSELINA MRAVENČÍ

c) Tato kyselina je nejrozšířenější organickou kyselinou. Poznáme ji podle charakteristického zápachu. Můžeme s ní odstraňovat vodní kámen, nebo ji používat při vaření. – KYSELINA OCTOVÁ

d) Tato kyselina je krystalická látka. V potravinách ji najdeme pod označením E 330. Potraviny konzervuje a dochucuje. – KYSELINA CITRONOVÁ

6. Vylušti křížovku. Tajenka: Karboxylové kyseliny patří mezi ORGANICKÉ sloučeniny.

1. 2.

K

O

N

Z

E

3. 4.

O

L

E

J

O

R

V

A

C

I

G

E

L

Ů

E

N

M

R

A

V

V

Č

Í

5. M

Á

S

E

L

N

Á

6.

K

O

P

Ř

I

V

Á

CH

7.

C

I

T

R

O

N

8.

K

O

K

O

S

Ů

É

Č

N

Á

9.

M

L

Á

E

CH

1. Nenasycená mastná kyselina, která obsahuje ve své molekule dvojnou vazbu… 2. Kyselina octová se používá ke … potravin.

159

3. Kyselina stearová a palmitová se používají na výrobu svíček, mýdel, či sprchových… 4. Triviální název kyseliny methanové. 5. Rozkladem potu na pokožce vzniká kyselina … 6. Kyselina mravenčí se vyskytuje v mravenčím a včelím jedu a v …. 7. Kyselinu citronovou nalezneme v … 8. Kyselinu palmitovou získáváme z … 9. Mléčným kvašením cukrů bez přístupu vzduchu vzniká kyselina… Expozice Výklad –

sůl karboxylové kyseliny (reakce karboxylové kyseliny s hydroxidem)

–

diskuse o glutamanu sodném neboli tzv. glutamátu

–

žáci zkoumají složení na obalech instantních polévek


V jaké souvislosti jste o glutamanu sodném slyšeli? Glutamanu sodný je zmiňován v souvislosti s potravinami.

•

Na co se používá? Glutaman sodný se používá ke zvýraznění chuti jídla.

Výklad –

ester (kyslíkatý derivát uhlovodíků)

–

esterifikace (karboxylová kyselina + alkohol

–

rovnice esterifikace (žáci sami vytvoří příklad dle obecných znalostí) CH3CH2COOH + CH3OH

–

ester + voda)

CH3CH2COOCH3 + H2O

podoba s neutralizací (neutralizace u anorganických kyselin, zde kyseliny organické)

–

vlastnosti esterů (příjemná vůně), jejich využití (potravinářství, kosmetický průmysl) a výskyt (rostlinné, živočišné vosky a tuky)

Zápis do sešitu Příklad zápisu do sešitu: SOLI KARBOXYLOVÝCH KYSELIN –

vznikají společně s vodou při reakci karboxylových kyselin a hydroxidů

160

CH3COOH + NaOH

CH3COONa + H2O octan sodný

–

vznikají i při reakci karboxylových kyselin s kovem

–

př. GLUTAMAN SODNÝ (glutamát)

–

zvýrazňovač chuti v potravinářství (E 621), v instantních polévkách

ESTERY KARBOXYLOVÝCH KYSELIN –

vznikají reakcí karboxylové kyseliny s alkoholem = ESTERIFIKACE o CH3COOH + C2H5OH

CH3COOC2H5 + H2O ethylester kyseliny octové

–

estery nižších karboxylových kyselin a nižších alkoholů – kapaliny příjemné vůně (potravinářství, kosmetický průmysl)

–

estery vyšších karboxylových kyselin – vosky (rostlinné, živočišné)

– estery vyšších karboxylových kyselin a glycerolu - tuky Aplikace Pokus „Příprava esteru“ Odměříme stejný objem ethanolu a kyseliny octové. Poté tyto dvě látky nalijeme do baňky uzavřené zátkou s trubicí a zahříváme ve vodní lázni. Pro urychlení reakce přidáme několik kapek koncentrované kyseliny sírové. Po 5 minutách nalijeme obsah baňky do kádinky s nasyceným roztokem chloridu sodného. V kádince se nám poté vytvoří dvě vrstvy.


V kádince se nám vytvořily dvě vrstvy, jaké látky vznikly? Spodní vrstvu tvoří voda, horní vrstva je tvořena ethylesterem kyseliny octové.

Fixace a závěr Otázky k opakování •

Co jste si dnes zapamatovali o glutamátu? Kde se nachází? Je škodlivý? Používá se jako zvýrazňovač chuti v potravinářství. Patří mezi „éčka“. Studie neprokázaly jeho škodlivost. Můžeme si na něj zvyknout a potraviny bez glutamátu se nám mohou jevit jako bez chuti, také potlačuje pocit sytosti a způsobuje přejídání.

•

Jak se nazývá reakce, při které vznikají estery? Tato reakce se nazývá esterifikace.

161

•

Jaké jsou výchozí látky esterifikace? Výchozími látkami esterifikace jsou kyselina a alkohol.

•

Jak se nazývají estery vyšších karboxylových kyselin?

Estery vyšších

karboxylových kyselin se nazývají vosky a tuky.


SEBEREFLEXE Je vhodné přinést do této hodiny větší množství obalů od instantních polévek apod. Můžeme žákům říci, aby si sami přinesli z domu potraviny, které glutamát obsahují. Žáky toto téma velice zajímá a spoustu informací již o přídatných látkách vědí, proto je dobré zapojovat je co nejvíce do výkladu.


162

4. ORIENTAČNÍ VÝZKUM Orientační výzkum této diplomové práce se zabývá posouzením vhodnosti příprav pro použití ve výuce chemie devátého ročníku základní školy. Tento výzkum byl proveden formou dotazníků, které vyplnilo pět zkušených pedagogů druhého stupně základní školy. Cílem orientačního výzkumu bylo zjistit, zda jsou přípravy na vyučovací hodiny přehledné, zda dotazovaným učitelům vyhovuje struktura a množství informací v expoziční části, zda jsou předložené pomůcky použitelné pro výuku, zda obsahují přípravy správně zvolené cíle a kompetence, a zda je možné tyto přípravy použít pro výuku chemie v devátém ročníku. Pro odpovědi na otázky v dotazníku využívali dotazovaní učitelé škály shodné se škálou známkování ve škole, tak aby bylo zřejmé, jakou mírou učitelům tyto přípravy vyhovovaly.

Tab. 3 – Dotazník orientačního výzkumu [autor: Ivana Lavičková] DOTAZNÍK ORIENTAČNÍHO VÝZKUMU VHODNOSTI PŘÍPRAV PRO VÝUKU Vyjádřete svoji odpověď k dané otázce pomocí škály shodné se známkováním ve škole. Stupnice 1 – 5 (1 – výborný, 2 – chvalitebný, 3 – dobrý, 4 – dostatečný, 5 – nedostatečný). Otázka

Hodn.

1. Jak se vám líbila celková forma předložených příprav na výuku? 2. Vyhovuje Vám struktura a množství informací v expoziční části hodiny? 3. Vyhovoval Vám rozsah jednotlivých příprav? 4. Obsahovaly přípravy všechny potřebné informace k vedení hodiny? 5. Byly správně formulovány rozvíjené kompetence a výchovně vzdělávací cíle? 6. Jsou doporučené pomůcky pro výuku (pracovní listy, testy, kartičky) přínosné a vhodně zvolené a přínosné? 7. Je nová látka v jednotlivých hodinách dostatečně procvičena? 8. Jsou dané přípravy vhodné pro výuku chemie devátého ročníku?

Dotazníky byly analyzovány a výsledky jsou zprůměrovány a přehledně shrnuty v následující tabulce. 163

Tab. 4 – Vyhodnocení orientačního výzkumu [autor: Ivana Lavičková] Číslo otázky

Průměr odpovědi

1.

1

2.

1,4

3.

1,8

4.

1

5.

1,4

6.

1

7.

1,6

8.

1

Z daných výsledků vyplývá, že všem učitelům se velice líbilo zpracování příprav na výuku a neměli k němu výhrady, první otázku totiž všichni ohodnotili stupněm výborně. Strukturu a množství informací v přípravách ohodnotili dva učitelé z pěti jako chvalitebné. Tato výhrada je nejspíše způsobena odlišnými požadavky každého učitele. Nejhůře dopadlo hodnocení třetí otázky týkající se rozsahu příprav. Dvakrát byla ohodnocena stupněm chvalitebně, dvakrát výborně a jednou dokonce stupněm dobře. Je pravdou, že přípravy v této diplomové práci mají v průměru 4 – 7 stran a mohly by se někomu jevit jako příliš dlouhé. Obsahují však všechny nezbytné požadavky pro výuku chemie a navíc jsou doplněny pomůckami, ve formě pracovní listů, testů apod. Dále jsou zde popsány postupy experimentů a aktivit, které navyšují rozsah příprav. Podle výsledků čtvrté otázky obsahují všechny přípravy potřebné informace k vedení hodiny. Formulace kompetencí a výchovně vzdělávacích cílů vyhovovala třem učitelům z pěti. Ostatním dvěma vyhovovala o něco méně, protože ohodnotili stupněm chvalitebně. Velice kladně hodnotili dotázaní učitelé vytvořené pomůcky pro výuku, jakými jsou pracovní listy, testy, či ostatní pomůcky potřebné k popsaným aktivitám. Závěrečné procvičení vyučovací hodiny ohodnotili dva učitelé jako výborné, tři jako chvalitebné. Osmou otázku ohodnotili všichni dotazovaní učitelé stupněm výborně a označili tak přípravy jako vhodné pro výuku na základní škole. 164

ZÁVĚR V teoretické části této diplomové práce jsou zpracovány informace týkající se plánování výuky, konkrétních náležitostí příprav a jednotlivých částí vyučovacích hodin. Praktická část zahrnuje vytvořené přípravy na vyučovací hodiny. Každá příprava obsahuje vše, co učitel potřebuje pro výuku daného tématu. Základem jsou obecné informace o použitých formách a metodách výuky. Nezbytností je seznam pomůcek, které si učitel má na danou hodinu přichystat. Analýza učiva obsahuje příklady kompetencí, výchovně vzdělávacích cílů, dovedností a návyků, které jsou v dané hodině rozvíjeny. Scénář výuky učiteli nabízí konkrétní návrhy na pokusy, hlavní body výkladu, příklady doprovodných otázek a zápisů do sešitu pro žáky. Pokud učitel při plánování výuky využije přípravy vytvořené v rámci této diplomové práce, zkrátí se čas jeho přípravy. Pro zpracování příprav byla vybrána tato témata: elektrolýza, galvanický článek, koroze, zdroje energie, uhlí, ropa, zemní plyn, elektrárny v České republice, obnovitelné zdroje energie, organická chemie, alkany, alkeny, alkyny, areny, halogenderiváty, dusíkaté deriváty, alkoholy, fenoly, aldehydy, ketony, karboxylové kyseliny, soli a estery karboxylových kyselin. Z těchto témat bylo v diplomové práci vytvořeno celkem 24 příprav pro výuku 25 hodin chemie na základní škole, či nižších ročnících gymnázia. Kromě samotných příprav byly vytvořeny i jejich součásti, těmi jsou prezentace, pracovní listy, písemné testy, laboratorní protokoly a pomůcky pro dané aktivity. V pracovní listech a písemných testech jsou uvedeny i správné odpovědi. Ostatní a nevyplněné materiály jsou součástí přílohy a jsou ve verzi připravené pro tisk. Cílem diplomové práce bylo vytvoření takových příprav pro výuku, které se dají skutečně použít ve výuce. Tento cíl byl ověřen v praxi, protože většina vytvořených příprav byla využita přímo v hodinách chemie. Orientační výzkum mezi zkušenými pedagogy chemie potvrdil, že lze vytvořené přípravy bez problému použít při výuce a že takto vypracované přípravy výrazně ulehčí a zkrátí dobu přípravu výuky, nebo jsou alespoň zajímavou inspirací pro tvorbu vlastní přípravy.

165

SEZNAM OBRÁZKŮ A TABULEK Obr. 1 – Schéma elektrolýzy

29

Obr. 2 – Průřez suchým článkem

35

Obr. 3 – Myšlenková mapa – ropa

52

Obr. 4 – Schéma rozmístění elektráren v ČR

60

Obr. 5 – Schéma rozdělení organických látek

78

Obr. 6 – Myšlenková mapa – alkyny, areny

102

Obr. 7 – Ozonová díra v průběhu let

112

Obr. 8 – Spotřeba piva v Česku

128

Obr. 9 – Průměrná roční spotřeba alkoholu v roce 2001

128

Tab. 1 – Časově tematický plán učiva chemie 9. ročníku

11

Tab. 2 – Bloomova taxonomie kognitivních cílů

19

Tab. 3 – Dotazník orientačního výzkumu

163

Tab. 4 – Vyhodnocení orientačního výzkumu

164

166

POUŽITÉ ZDROJE LITERATURA: [2]

PACHMANN, Eduard a Viktor HOFMANN. Obecná didaktika chemie. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1981. Učebnice pro vysoké školy.

[3]

MAŇÁK, Josef. Nárys didaktiky. 3. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 2003, 104 s. ISBN 80-210-3123-9.

[4]

ZORMANOVÁ, Lucie. Obecná didaktika: pro studium a praxi. Vyd. 1. Praha: Grada, 2014, 239 s. Pedagogika (Grada). ISBN 978-80-247-4590-9.

[6]

SKALKOVÁ, Jarmila. Obecná didaktika: vyučovací proces, učivo a jeho výběr, metody, organizační formy vyučování. 2. vyd. Praha: Grada, 2007, 322 s. ISBN 978-80-247-1821-7.

[7]

KALHOUS, Zdeněk a Otto OBST. Školní didaktika. Vyd. 1. Praha: Portál, 2002, 447 s. ISBN 80-717-8253-X.

[8]

MAŇÁK, Josef a Vlastimil ŠVEC. Výukové metody. Brno: Paido, 2003, 219 s. ISBN 80-731-5039-5.

[11]

DRAHOVZAL, Jan, Oldřich KILIÁN a Rudolf KOHOUTEK. Didaktika odborných předmětů. Brno: Paido, 1997, 156 s. ISBN 80-859-3135-4.

[12]

TRNOVÁ, Eva. Rozvoj dovedností žáků ve výuce chemie se zaměřením na nadané. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2012, 153 s. ISBN 978-802-1061-361.

[13]

ALTMANN, Antonín a František HORNÍK. Vybrané kapitoly z didaktiky biologie. Vyd. 1. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1985, 217 s.

[14]

BENEŠ, Pavel, Václav PUMPR a Jiří BANÝR. Základy chemie pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. Vyd. 3. Praha: Fortuna, 2001, 96 s. ISBN 80-716-8748-0.

[15]

BENEŠ, Pavel, Václav PUMPR a Jiří BANÝR. Základy praktické chemie: pro 9. ročník základní školy. 1. vyd. Praha: Fortuna, 2000, 71 s. ISBN 80-716-8727-8.

167

[16]

KARGER, Ivo, Pavel PEČ a Danuše PEČOVÁ. Chemie II: pro 9. ročník základní školy a nižší ročníky víceletých gymnázií. 1. vyd. Olomouc: Prodos, 1999, 71 s. ISBN 80-723-0036-9.

[17]

LOS, Petr, Marta KLEČKOVÁ a Jiřina HEJSKOVÁ. Chemie se nebojíme: 2. díl chemie pro základní školu. 1. vyd. Praha: Scientia, c1996, 89 s. ISBN 80-718-30275.

[18]

ŠIBOR, Jiří, Irena PLUCKOVÁ a Josef MACH. Chemie: úvod do obecné a organické chemie, biochemie a dalších chemických oborů: doporučujeme pro 9. ročník základní školy a odpovídající ročníky víceletého gymnázia. 2. vyd. Brno: Nová škola, 2013, 131 s. Duhová řada. ISBN 978-807-2894-499.

[19]

ŠKODA, Jiří, Pavel DOULÍK a Jiřina HEJSKOVÁ. Chemie 9: pro základní školy a víceletá gymnázia: učebnice. 1. vyd. Plzeň: Fraus, 2007, 128 s. ISBN 978-8072385-843.

[20]

NOVOTNÝ, Petr, Pavel DOULÍK a Jiřina HEJSKOVÁ. Poznáváme chemii: učebnice pro základní školy a nižší ročníky víceletých gymnázií. 1. vyd. Praha: SPN - pedagogické nakladatelství, 1996, 80 s. ISBN 80-859-3740-9.

[21]

ŠKODA, Jiří, Pavel DOULÍK a Jiřina HEJSKOVÁ. Chemie 8: pro základní školy a víceletá gymnázia: učebnice. 1. vyd. Plzeň: Fraus, 2006, 136 s. ISBN 80-723-84422.

[36]

ŠIBOR, Jiří, Irena PLUCKOVÁ a Josef MACH. Chemie: úvod do obecné a organické chemie, biochemie a dalších chemických oborů: doporučujeme pro 9. ročník základní školy a odpovídající ročníky víceletého gymnázia. Brno: Nová škola, 2011, 56 s. Duhová řada. ISBN 978-807-2893-638.

INTERNETOVÉ ZDROJE: [1]

Sedm klíčových kompetencí učitele. Učitelské listy: web o změnách ve vzdělávání [online].

2010

[cit.

2015-03-12].

Dostupné

z:

listy.cz/2010/04/sedm-klicovych-kompetenci-ucitele.html.

168

http://www.ucitelske-

[5]

Národní program rozvoje vzdělávání v České republice: Bílá kniha. 1. vyd. Praha: Ústav pro informace ve vzdělávání, 2001, 98 s. ISBN 80-211-0372-8. Dostupné z: http://aplikace.msmt.cz/pdf/bilakniha.pdf.

[10]

Česká republika. Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání: (verze platná od 1. 9. 2013) úplné znění upraveného RVP ZV. Národní ústav pro vzdělání: školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků. Praha, 2013. Dostupné z: http://www.nuv.cz/file/433.

[22]

ZAPLATÍLEK, Jan. Zajímavosti - ropný průmysl: Zásobování České republiky ropou. Pro-energy.cz [online]. [cit. 2015-03-09]. Dostupné z: http://www.proenergy.cz/clanky2/4.pdf.

[23]

Výroba elektrické energie. Cez.cz [online]. [cit. 2015-03-09]. Dostupné z: http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/3-3.htm.

[24]

BP Statistical Review of World Energy June 2014. Bp.com [online]. 2014. vyd. [cit. 2015-03-10].

Dostupné

z:

http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/Energy-

economics/statistical-review-2014/BP-statistical-review-of-world-energy-2014-oilsection.pdf. [25]

Ozone Hole through the years : Image of the Day. Nasa.gov [online]. 2011. vyd. [cit.

2015-03-09].

Dostupné

z:

http://eoimages.gsfc.nasa.gov/images/imagerecords/49000/49040/ozone_omi_2010 10.jpg.

PŘEDNÁŠKY: [9]

VODOVÁ, Libuše. Didaktika přírodopisu 1: formy vyučování (výuky). Přednáška. Brno: Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity, 10. 12. 2013.

[35]

Veletrh nápadů učitelů chemie: Chemie pro školy 21. století – nové poznatky a metody ve výuce chemie na ZŠ a SŠ. Přednáška. Brno: Odborná skupina chemického vzdělávání ČSCH, Střední průmyslová škola chemická, Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity, 10. 10. 2014.

169

OBRÁZKY: [32]

Elektřina: Výroba elektrické energie. Cez.cz [online]. [cit. 2015-02-10]. Dostupné z: http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/3-3.htm.

[33]

Česko je soběstačné v cukru a mléku, ne v masu a ovoci. E15.cz [online]. 2011 [cit. 2015-02-10].

Dostupné

z:

http://www.ceskenovhttp://zpravy.e15.cz/byznys/zemedelstvi/cesko-je-sobestacnev-cukru-a-mleku-ne-v-masu-a-ovoci-486146. [34]

ANALÝZA: Zvyklosti spotřeby alkoholu v České republice. Demografie.info [online].

2005

[cit.

2015-02-10].

Dostupné

z:

http://www.demografie.info/?cz_detail_clanku&artclID=182.

VIDEA: [26]

Elektrolýza chloridu sodného: chemický pokus. Youtube.com [online]. 2010 [cit. 2015-03-14]. Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=kLLJV5pG_6w.

[27]

Svět bez ropy: dokument CZ. Youtube.com [online]. 2014 [cit. 2015-03-14]. Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=C-xAbqBYMZQ.

[28]

Banány. Steam.cz: Jídlo s.r.o. [online]. 2015 [cit. 2015-03-14]. Dostupné z: https://www.stream.cz/jidlo-s-r-o/10005089-banany.

[29]

Hoření acetylenu. Youtube.com: E-ChemBook - Multimediální učebnice chemie [online].

2010

[cit.

2015-03-14].

Dostupné

z:

https://www.youtube.com/watch?v=S1h3LRTyO1c. [30]

Kam s nimi II: Vysloužilé elektrospotřebiče. Česká televize: iVysílání [online]. 2007

[cit.

2015-03-14].

Dostupné

z:

http://www.ceskatelevize.cz/ivysilani/10123451619-kam-s-nimiii/207562230600004-vyslouzile-elektrospotrebice. [31]

Explosion of 500 t TNT - Navy test "Sailor Hat". Youtube.com [online]. 2011 [cit. 2015-03-14]. Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=hkoBwFYitlU.

170

SEZNAM PŘÍLOH (na CD) Příl. 1 – Elektrolýza – pracovní list Příl. 2 – Galvanický článek, koroze – křížovka Příl. 3 – Laboratorní cvičení 1 – protokol Příl. 4 – Zdroje energie, uhlí – fotografie Příl. 5 – Zemní plyn, elektrárny v ČR – prezentace Příl. 6 – Zemní plyn, elektrárny v ČR – mapa Příl. 7 – Zemní plyn, elektrárny v ČR – kartičky Příl. 8 – Obnovitelné zdroje energie – prezentace Příl. 9 – Obnovitelné zdroje energie – kartičky Příl. 10 – Opakování zdroje energie, organická chemie (úvod) – písemný test Příl. 11 – Opakování zdroje energie, organická chemie (úvod) – prezentace Příl. 12 – Opakování zdroje energie, organická chemie (úvod) – kartičky Příl. 13 – Zástupci alkanů – písemný test Příl. 14 – Alkeny – chemické pexeso Příl. 15 – Areny, uhlovodíky (opakování) – pracovní list Příl. 16 – Halogenderiváty (úvod) – písemný test Příl. 17 – Halogenderiváty (úvod) – kartičky Příl. 18 – Halogenderiváty (pokračování) – pracovní list Příl. 19 – Dusíkaté deriváty – chemické domino Příl. 20 – Dusíkaté deriváty – charakteristiky zástupců Příl. 21 – Laboratorní cvičení 2 – protokol Příl. 22 – Soli, estery karboxylových kyselin – pracovní list

171

MASARYKOVA UNIVERZITA

Recommend Documents