4 PRAKTICKÁ ČÁST
4.1 Metodické listy
4.1.2 Metodické listy pro 9. ročník základní školy
Pro devátý ročník základní školy jsem vytvořila šest prezentací, tři na každé pololetí. Do prvního pololetí jsem zařadila prezentace s názvy Fotosyntéza, Vitaminy, Faktory ovlivňující rychlost chemických reakcí a do druhého pololetí Vyčíslování rovnic redoxních reakcí,
Prezentaci Vitaminy uvádím opět motivačním videem s anglickou písní o vitaminech. Téma jsem zpracovala převážně pouze s využitím pojmů a obrázků, které s danými vitaminy souvisí. Použila jsem pojmy spojené se zdroji vitaminů, jejich významem pro lidský organismus a důsledky nedostatku jednotlivých vitaminů. Prezentaci ukončuji druhým videem, opět s anglickou písní o vitaminech.
Faktory ovlivňující rychlost chemických reakcí jsem vypracovala pomocí názorných animací faktorů, které ovlivňují rychlost chemických reakcí. Ke každému faktoru je přiřazeno odpovídající video s názorným pokusem a ukázkou pomalé a zrychlené reakce.
Vyčíslování rovnic redoxních reakcí jsem zařadila, jelikož žákům činí větší problémy. Nejprve pomocí konkrétního příkladu ukazuji, které chemické reakce řadíme mezi redoxní a uvádím vysvětlení pojmů oxidace a redukce prvků s názornými obrázky. Vytvořila jsem animace, které ukazují postup při vyčíslování rovnic redoxních reakcí.
V prezentaci s názvem Elektrolýza jsem využila animačních prvků k názorné ukázce průběhu elektrolýzy. V první části prezentace odvozuji pojem elektrolýza a uvádím látky, které vedou elektrický
proud. V druhé části prezentace znázorňuji pomocí animací elektrolýzu roztoku chloridu měďnatého včetně odvození redoxních reakcí na elektrodách. V poslední části přikládám videa s praktickým využitím elektrolýzy, elektrolýzu solanky a výrobu hliníku.
Poslední prezentaci s názvem Klasifikace chemických reakcí jsem vytvořila pomocí animací molekul chemických sloučenin a odpovídajích videí s pokusy.
METODICKÝ LIST Č.7
Žák vlastními slovy stručně popíše princip a fáze fotosyntézy.
Žák vysvětlí význam fotosyntézy pro život na Zemi.
Žák rozliší reaktanty a produkty fotosyntézy.
Žák uvede organizmy a organely, ve kterých fotosyntéza probíhá.
ZAŘAZENÍ
PREZENTACE: Motivační, výkladová, opakovací
POZNÁMKY: Prezentace obsahuje video, proto je nutné ji prezentovat s připojením k internetu.
CÍL
Cílem tématu Fotosyntéza je pochopení významu procesu fotosyntézy pro život na Zemi. Žáci po probrání tématu rozliší reaktanty a produkty fotosyntézy a zapíší ji chemickou rovnicí. Žáci dokáží vysvětlit princip fotolýzy vody, zapsat ji chemickou rovnicí a vysvětlit význam produktů při této reakci. Uvedou, ve kterých organizmech a organelách fotosyntéza probíhá. Žáci vysvětlí funkci chlorofylu a při procesu fotosyntézy.
MOTIVACE
Samotná prezentace slouží jako motivační. Jsou zde použity efektní prvky animace k usnadnění pochopení probíraného učiva.
Dalším motivačním prvkem jsou videa s jednoduchou anglickou písní a příběhem o průběhu a významu fotosyntézy. Pro zvýšení motivace zařaďte pokusy Chromatografie rostlinných barviv a Důkaz škrobu.
PRÁCE S UČIVEM
Fotosyntéza je velmi složitý proces, který žákům usnadněte a uvádějte jen nejdůležitější informace a chemické rovnice. Fotosyntézu zařaďte po tématu sacharidy. Na úvod se žáky prodiskutujte, co o fotosyntéze již vědí z hodin přírodopisu ze 7. ročníku. Odvoďte se žáky pojem fotosyntéza (photos = světlo, syntéza = skladná reakce).
Celé téma fotosyntézy rozdělte na dvě vyučovací hodiny. V první hodině se věnujte světelné a temnostní fázi fotosyntézy. Dělení rostlin podle způsobu tvorby sacharidů a faktory ovlivňující fotosyntézu proberte v další hodině.
Prezentace je podrobně zaměřena na světelnou část fotosyntézy a jeden snímek je věnován fázi temnostní. Do úvodu prezentace jsem
umístila motivační anglickou píseň o fotosyntéze. Píseň doprovází animace průběhu včetně chemické rovnice fotosyntézy. Žákům zadejte pokyn, aby si zapisovali informace, které pochytí z písně, a poté je společně vyhodnoťte.
Fotosyntéza je složitý proces probíhající v zelených částech rostlin, při které dochází působením světla (photos) a zeleného barviva chlorofylu a ke vzniku (syntéze) monosacharidů z oxidu uhličitého a vody. Upozorněte žáky, že fotosyntéza probíhá i v jiných organizmech, v hnědých a červených řasách a u prvoků, nikoliv však u živočichů. Zopakujte s žáky pojmy chloroplast a chlorofyl, které znají již ze 7. ročníku z hodin přírodopisu. Pomocí chromatografie na křídě dokažte žákům, že existuje více rostlinných barviv (chlorofyly, xantofyly, karotenoidy) a jejich význam v rostlinnách. Xantofyl je žluté barvivo, které se na podzim projevuje žlutým zbarvením listů nebo je obsaženo například v paprice. Karoteny mají oranžovou barvu a vyskytují se hlavně v mrkvi a rajčatech.
Během světelné fáze dochází k nahromadění světelné energie, kterou rostliny přeměňují na energii chemickou. V této fázi je část energie využita na proces fotolýzy vody. Odvoďte se žáky pojem fotolýza vody (photos = světlo, lýza = rozklad) podobně jako pojem fotosyntéza.
Při fotolýze vody se dvě molekuly vody vlivem slunečního záření rozkládají na čtyři atomy vodíku (tzv. redukovaný vodík) a molekulu kyslíku. Rostlina vodík dále využívá pro tvorbu enzymů, sloučenin urychlující reakce, které rostlina využije v temnostní fázi. Vznikající kyslík se uvolňuje do atmosféry. Upozorněte žáky, že kyslík je „odpadní produkt“ pro rostliny, avšak pro převážnou většinu organizmů je nezbytně důležitý k životu na Zemi. V temnostní fázi pomocí energie a enzymů probíhá syntéza monosacharidů z oxidu uhličitého a vody.
Monosacharidy se slučují a vznikají disacharidy a polysacharidy, které se ukládají v orgánech rostlin jako zásobní látky. Zásobní látkou
zelených rostlin je polysacharid, škrob. Zopakujte se žáky význam a výskyt škrobu, např. bramborový či kukuřičný škrob se používá k zahušťování pokrmů (jogurty, omáčky, paštiky, pečivo, salám...) a ke škrobení prádla nebo jako plnidlo kancelářského papíru.
POKUSY
Je uveden pokus Chromatografie rostlinných barviv na křídě a Důkaz škrobu v potravinách a v papíru.
Pokus č. 1: Chromatografie rostlinných barviv na křídě
Rostlinná barviva dělíme na chlorofyly, xantofyly a karotenoidy.
Chlorofyly se na křídě projeví zeleným zbarvením. Xantofyly mají žluté a karotenoidy oranžové zbarvení.
Zařazení: žákovský pokus
Pomůcky: kádinka, Petriho miska, křída, třecí miska s tloučkem, list zelené rostliny (nejlépe kopřivy či pelargonie), filtrační aparatura, kapátko
Chemikálie: ethanol, křemenný písek
Postup: List rostliny rozetřete s trochou křemenného písku v třecí misce, přilijte pár mililitrů ethanolu, zamíchejte a zfiltrujte. Kapátkem naneste filtrát na křídu asi 2 cm od okraje po obvodu křídy. Touto stranou křídu postavte do kádinky s asi 1 cm vrstvou ethanolu a zakryjte Petriho miskou.
Poznámky: Pokus proveďte společně se žáky nebo v úvodu příští hodiny jako motivační samostatnou práci. Připravte společně větší množství filtrátu a rozdělte žáky do tří
až čtyřčlenných skupinek. Žáky nechte vyhodnotit, která barviva se vyskytují v listech rostlin nebo zadejte žákům vyhledání barviv na internetu za domácí úkol.
Zopakujte se žáky metody dělení směsí z 8. ročníku.
Pokus můžete obměnit i s filtračním papírem a porovnat výsledky obou postupů [28, 34].
Pokus č. 2: Důkaz škrobu v potravinách a v papíru
Zásobní látka zelených rostlin se nazývá škrob, který se hojně využívá v potravinářství. Řekněte žákům, aby si nechali malý kousek jejich svačiny na tento pokus a otestujte, zda se v potravinách vyskytuje škrob. Škrob se projeví po zakápnutí roztoku jodu modrofialovým až modročerným zbarvením.
Zařazení: žákovský pokus
Pomůcky: hodinová sklíčka, kapátko, vzorky potravin, filtrační a kancelářský papír
Chemikálie: Lugolův roztok (vodný roztok I2 a KI) nebo 1%-ní roztok jodu v lihu
Postup: Vzorky potravin umístěte na hodinová sklíčka a každý vzorek pokapejte trochou roztoku jodu.
Poznámky: Pokud je ve vzorku obsažen škrob, projeví se zbarvením modrofialové až modročerné. Záleží na kvalitě potravin, levnější jsou zahušťovány škrobem.
Pro jistotu mějte v záloze vlastní potraviny.
Ve filtračním papíru škrob nedokážete, jelikož je vyroben pouze z celulózy. Do kancelářského papíru se škrob přidává jako plnidlo [35].
METODICKÝ LIST Č.8
Žák u každého vitaminu uvede výskyt a význam pro člověka.
Žák uvede rozdíl mezi hypovitaminózou a hypervitaminózou.
ZAŘAZENÍ
PREZENTACE: Motivační, výkladová, opakovací
POZNÁMKY: Prezentace obsahuje videa, proto je nutné ji prezentovat s připojením k internetu.
CÍL
Cílem tématu Vitaminy je pochopení významu těchto látek pro lidský organismus. Žáci po probrání tématu dokáží vysvětlit význam vitaminů pro lidský organismus a rozdělit vitaminy na rozpustné ve vodě a rozpustné v tucích. U obou případů uvedou příklady vitaminů, jejich výskyt, význam a nebezpečí při hypovitaminóze.
MOTIVACE
Samotná prezentace slouží jako motivační. Jsou zde použity efektní prvky animace k usnadnění pochopení probíraného učiva.
Dalšími motivačními prvky jsou dvě videa s anglickými písněmi o vitaminech a jejich významu. Pro lepší zapamatování vitaminů rozpustných v tucích uvádím mnemotechnickou pomůcku (Z) A, D, E, K.
PRÁCE S UČIVEM
Téma vitaminy je možné rozdělit na dvě vyučovací hodiny.
V první hodině seznamte žáky s vitaminy, jejich vlastnostmi při fungování organizmu a možnost předávkování či nedostatku vitaminů při příjmu potravy. Rozdělte vitaminy na dvě skupiny podle rozpustnosti ve vodě a v tucích. V této hodině se věnujte vitaminům rozpustných ve vodě, tedy vitaminům C a B. V druhé vyučovací hodině použijte první část prezentace jako opakování učiva z minulé hodiny a připojte druhou skupinu vitaminů, tedy vitaminy rozpustné v tucích.
V prezentaci se nevyskytují chemické názvy vitaminů, pro žáky jsou to cizí a těžká slova, která by později pouze pletli. U každého vitaminu jsou klíčové obrázky a pojmy, které by žákům měly napovědět výskyt a význam daného vitaminu. Zkuste se žáky nejprve odvodit důvod jednotlivých pojmů u vitaminu nebo je poté vysvětlete. Dále žákům
důrazně vysvětlete význam rozpustnosti ve vodě a v tucích v souvislosti s předávkováním vitaminů. Nadbytek vitaminů rozpustných ve vodě se vyloučí močí, ale vitaminy rozpustné v tucích se hromadí v těle s negativními účinky.
Jelikož žáci některé vitaminy znají, bylo by vhodné v úvodu hodiny od žáků zjistit, co již o vitaminech vědí, kde se vyskytují a jaký mají význam pro člověka. V úvodu prezentace je vloženo video, anglická píseň o vitaminech. Jedná se o velmi jednoduchou angličtinu doplněnou animovaným filmem, žáci by neměli mít problém s porozumněním kontextu v písni. Tuto píseň je možné využít jako předehru před tématem vitaminů, žáci si mohou během písně psát poznámky k různým vitaminům a ty poté můžete společně vyhodnotit u jednotlivých vitaminů.
Vitaminy rozpustné ve vodě
Je vhodné začít nejznámnějším vitaminem C. Tento vitamin žáci jistě dobře znají například z televize a z obchodů. V prezentaci uvádím pouze pojmy antioxidant, imunita, kurděje a obrázky paprik, šípku a citrusů. Citrusy jsou doporučované na zvýšení imunity díky vysokému obsahu vitaminu C, ale mnohem více vitaminu C obsahují papriky, šípek, jahody, kysané zelí, aj. Upozorněte žáky na reklamy propagující vitamin C například v džusech, jelikož reklama bývá často závádějící. Džus možná obsahuje vitamin C, ale v malém množství, naopak často obsahuje jen několik procent ovocné šťávy a mnoho cukru. Také je upozorněte na správnou úpravu potravin, protože vitamin C se při vyšších teplotách degraduje. Zde uveďte například horký čaj s citronem.
B-komplex je skupina vitaminů B. V prezentaci je uvádím pouze jako B-komplex, není nutné, aby žáci znali jednotlivé vitaminy
skupiny B. V prezentaci uvádím pojmy krvetvroba, chudokrevnost, beri-beri a obrázky masa a mléka.
Vitaminy rozpustné v tucích
Vitamin A je známější spíše jako provitamin karoten. Zde vysvětlete rozdíl mezi vitaminem a provitaminem. V prezentaci uvádím obrázky mrkve, rajčat a paprik a pojmy karoten, oči, slepota.
U vitaminu D uveďte jeho význam pro ukládání vápníku do kostí a s tím spojené onemocnění křivice u dětí nebo řídnutí kostí u dospělých. Uveďte i význam slunečního záření pro tvorbu tohoto vitaminu. V prezentaci uvádím obrázky vajec, kostlivce, slunce a pojmy vápník a křivice.
Vitaminem E je označována skupina podobných sloučenin.
Vitamin E je antioxidant a je nezbytný pro správnou funkci pohlavní soustavy. V prezentaci uvádím pojmy antioxidant, plodnost, sexuální výkonnost a obrázky ořechů, luštěnin a celozrnného pečiva.
Posledním vitaminem této skupiny je vitamin K, který v lidském těle vzniká činností střevních bakterií. Upozorněte žáky, že některé bakterie jsou pro fungování lidského organizmu potřebné. V prezentaci uvádím pojmy srážlivost krve, hojení ran, střevní bakterie a obrázky listové zeleniny, luštěnin a střevních bakterií.
POKUSY
Je uveden pokus Důkaz vitaminu C.
Pokus č.1: Důkaz vitaminu C
Chlorid železitý reaguje s kyselinou askorbovou (vitamin C), která redukuje železité kationty na železnaté. Železnaté kationty se dokáží přidáním červené krevní soli za vzniku tmavě modré sraženiny.
Zařazení: demonstrační pokus
Pomůcky: zkumavky, stojan na zkumavky, kapátko, kádinky Chemikálie: roztok vitaminu C (tablety Celaskonu), různé vzorky
ovocných šťáv, roztok chloridu železitého, červená krevní sůl (roztok hexakyanoželezitanu draselného) Postup: Zkumavky naplňte přibližně po 5-ti ml testovaných
vzorků, do každé zkumavky přidejte 1 ml chloridu železitého a promíchejte. Poté do každé zkumavky přidejte několik kapek roztoku hexakyanoželezitanu draselného a opět zamíchejte.
Poznámky: V pokusu použijte různé vzorky s obsahem i bez obsahu vitaminu C. Porovnejte se žáky standardizovaný vzorek vitaminu C s ostatními vzorky [35].
METODICKÝ LIST Č.9
METODICKÝ LIST K PREZENTACI AUTOR
PREZENTACE: Bc. Kateřina Jiráková
NÁZEV PREZENTACE: 9. Faktory ovlivňující rychlost chem. reakcí FORMÁT
POZNÁMKY: Prezentace obsahuje videa, proto je nutné ji prezentovat s připojením k internetu.
CÍL
Cílem tématu Faktory ovlivňující rychlost chemických reakcí je pochopení průběhu chemických reakcí za normálních podmínek a s využitím některého z faktorů urychlující chemickou rekaci. Žáci po probrání tématu dokáží uvést jednotlivé faktory, které mají vliv na rychlost chemických reakcí. Žáci stručně vysvětlí princip jednotlivých vlivů působících na rychlost reakce.
MOTIVACE
Samotná prezentace slouží jako motivační. Jsou zde použity efektní prvky animace k usnadnění pochopení probíraného učiva.
Dalšími motivačními prvky jsou čtyři videa s ukázkami jednotlivých reakcí. Ve videích je vždy porovnání reakce pomalé a urychlené použitím daného faktoru.
PRÁCE S UČIVEM
V úvodu hodiny se žáky diskutujte, jakými způsoby by bylo možné urychlit průběh chemické reakce. Žáci si zřejmě vzpomenou na urychlování rozpouštění pevných látek v kapalinách, zvýšením teploty či rozdrcením pevné látky. Upozorněte je však na rozdíl fyzikálního děje rozpouštění a chemické reakce. Na tuto diskuzi můžete navázat, že i rychlost chemické reakce ovlivňuje teplota a plošný obsah povrchu reaktantů, dále zvýšení koncentrace reaktantů a použití katalyzátoru.
Za normálních podmínek většina reakcí probíhá velmi pomalu nebo neprobíhá vůbec, a proto je nutné použít některý faktor, který reakci urychlí.
Zvýšená koncentrace reaktantů v systému způsobuje větší pravděpodobnost účinných srážek částic a tím i rychlejší průběh reakce. Naopak pokud je koncetrace reaktantů nízká, dochází
k menšímu počtu účinných srážek částic a tím i k pomalejšímu průběhu reakce. V ukázkovém videu je znázorněn pokus zinku s kyselinou chlorovodíkovou v různých koncentracích.
Dalším faktorem ovlivňující rychlost chemických reakcí je teplota. Při nízké teplotě se částice v systému pohybují pomaleji, dochází k menšímu počtu účinných srážek a tím i k pomalejší reakci.
Pokud teplotu zvýšíme, pohyb částic se urychlí, zvýší se pravděpodobnost účinných srážek částic a tím se urychlí chemická reakce. Video ukazuje zvýšení rychlosti chemické reakce mědi s kyselinou dusičnou. Diskutujte s žáky, jaké výhody přinesl vynález chladničky a mrazničky v běžném životě.
Zvětšením plošného obsahu povrchu reaktantů zvýšíme rychlost průběhu chemické reakce. Chemická reakce probíhá na rozhraní fází reaktantů. Pevná látka vcelku tedy reaguje pouze na povrchu a kontakt látek je malý. Pokud pevnou látku rozdrtíme, zvýšíme tím plošný obsah povrchu a chemická reakce se urychlí. V prezentaci je zvýšení plošného povrchu reaktantů ukázáno na dělení krychle, přičemž se po dělení plošný obsah zvýší o stěny řezu krychle. Pokus na videu znázorňuje chemickou reakci hoření hliníku vcelku a v prášku.
Katalyzátor je látka, která snižuje aktivační energii, tedy energii potřebnou k proběhnutí reakce, a z reakce odchází v nezměněné
hněda. Kostka cukru obalená v popelu hoří právě kvůli použitému popelu jako katalyzátoru.
Diskutujte s žáky, kde se v běžném životě setkávají s katalyzátory. Jistě budou znát automobilové katalyzátory, které přeměňují oxidy dusíku na dusík a kyslík a také oxid uhelnatý na oxid uhličitý. Dále žáky stručně seznamte s biokatalyzátory, enzymy a vitaminy, které urychlují biochemické reakce v organizmech.
Mezi další faktory, které ovlivňují rychlost chemických reakcí, patří promíchávání směsi a u plynných složek i vliv tlaku. Na konci probíraného tématu srhňte společně se žáky, jakými způsoby můžeme ovlivnit rychlost reakcí a kde se tyto způsoby využívají v praktickém životě.
POKUSY
Pokus č.1: Hořící cukr
Pokus je založen na principu použití katalyzátoru. Samotný cukr nehoří, pouze se taví a barví do hněda. Pokud ale kostku cukru obalíme v popelu, cukr hoří a popel působí jako katalyzátor této reakce.
Zařazení: žákovský pokus s dohledem dospělé osoby Pomůcky: porcelánová miska, kleště, kahan
Chemikálie: dvě kostky cukru, popel
Postup: Kleštěmi uchopte kostku cukru a vložte do plamene.
Po chvilce se cukr začne tavit, ale nehoří. Druhou kostku cukru obalte v popelu a pokus opakujte.
Kostka cukru začne viditelně hořet [36].
METODICKÝ LIST Č.10
METODICKÝ LIST K PREZENTACI AUTOR
PREZENTACE: Bc. Kateřina Jiráková
NÁZEV PREZENTACE: 10. Vyčíslování rovnic redoxních reakcí FORMÁT
Žák vysvětlí děj oxidace a redukce.
Žák uvede důvod, proč se chemické rovnice vyčíslují.
Žák vysvětlí zákon zachování hmotnosti.
Žák uvede postup při vyčíslování rovnic redoxních reakcí.
Žák správně vyčíslí jednoduché rovnice redoxních rovnic.
ZAŘAZENÍ
PREZENTACE: Motivační, výkladová, opakovací
POZNÁMKY: Prezentaci lze prezentovat bez připojení k internetu.
CÍL
Cílem tématu Vyčíslování rovnic redoxních reakcí je pochopení systému a významu vyčíslování chemických rovnic. Žáci po probrání tématu dokáží stručně vysvětlit princip vyčíslování rovnic redoxních reakcí a správně vyčíslit konkrétní chemické rovnice redoxních reakcí.
MOTIVACE
Samotná prezentace slouží jako motivační. Jsou zde použity efektní prvky animace k usnadnění pochopení probíraného učiva.
Každý krok postupu je animován a barevně odlišen, aby se žáci lépe orientovali v jednotlivých krocích.
PRÁCE S UČIVEM
V úvodu hodiny se žáky zopakujte, co je to chemická reakce a chemická rovnice. Odvození redoxních rovnic proveďte pomocí připraveného úkolu, zjištění oxidačních čísel v konkrétní redoxní reakci. Poté barevně vyznačte změny oxidačních čísel a zdůrazněte, že u redoxních reakcí dochází k této změně. Na porovnání napište na tabuli neredoxní reakci, aby žáci viděli rozdíl. Poté odvoďte pojem redoxní reakce. V redoxních reakcích probíhají zároveň dva děje, oxidace a redukce, proto tyto rovnice nazýváme také oxidačně- redukční.
Oxidaci a redukci věnujte větší pozornost a důrazně žákům vysvětlete ztrátu a příjem záporných částic-elektronů. Tato látka je pro žáky matoucí, proto se žáky procvičte několik příkladů s kreslenými modely atomů. Oxidace je děj, při kterém dochází ke ztrátě elektronů a tím ke zvyšování oxidačního čísla. Redukce je opačný děj k oxidaci.
Při redukci dochází k příjmu elektronů a tím ke snižování oxidačního čísla.
V chemických reakcích platí zákon zachování hmotnosti.
Hmotnost všech látek do reakce vstupujících je rovna hmotnosti všech látek z reakce vystupujících. V prezentaci je uveden příklad molekul vodíku a kyslíku na levé straně a molekuly vody na straně pravé.
Postup při vyčíslování rovnic redoxních reakcí se žáky zapište do sešitů, aby měli jednotlivé kroky stále před očima. Vysvětlete postup vyčíslování rovnic na dvou příkladech a poté nechte žáky pracovat samostatně či ve dvojicích. Jednotlivé příklady rovnic ihned kontrolujte společně se žáky.
POKUSY
Pokus Ztroskotání Titaniku použijte v motivačním úvodu a pro rychlejší žáky můžete zadat bonusový úkol na konci hodiny či za domácí úkol, sestavení chemické rovnice a její vyčíslení.
Pokus č.1: Ztroskotání Titaniku
Pokus je založen na reakci sodíku ve vodě s fenoftaleinem. Sodík
Pokus je založen na reakci sodíku ve vodě s fenoftaleinem. Sodík