Kyselé, neutrální či zásadité. Jak učit tyto pojmy pomocí badatelsky orientované výuky? Author: Tuula Asunta. Mat. years

Transkript

1 9-11 years Mat Vzdělávací obsah: Člověk a příroda / Chemie Klíčové pojmy: Kyselý, neutrální a zásaditý. Základní chemické pojmy a jejich souvislosti s každodenním životem dětí. Cílová věková skupina: 9-11 let Délka aktivity: 2 hodiny Shrnutí: Žáci jsou vedeni k tomu, aby zjistili, co to znamená, když je určitá látka kyselá, neutrální či zásaditá. Nejprve se žáků ptáme, zda tyto pojmy znají, zda dokáží vyjmenovat látky, které jsou kyselé a které zásadité. Jejich názvy si společně napíšeme na tabuli. Význam (acidobazických) indikátorů jim bude následně vysvětlen na příkladu indikátoru z červeného zelí. Poté jim bude sděleno, že mají využít badatelsky orientovanou metodu učení, aby se naučili něco o cílových pojmech, a to prostřednictvím látek, které budou zkoumat. Ale než se žáci sami pustí do experimentování, jsou požádáni o vytvoření určitých hypotéz, které budou používat následně v diskuzích mezi sebou a které se budou týkat toho, co se při experimentu může stát a jaké výsledky může přinést. Cíl: Rozvíjení praktické zkušenosti žáků v práci v malých skupinkách s pipetami a malými kádinkami, rozvoj pozorovací schopnosti, práce ve dvojicích za účelem splnění určitého cíle, stejně jako rozšiřování jejich badatelských schopností. Také rozvíjíme schopnosti žáků vytvářet hypotézy, zaznamenávat průběh experimentu a formulovat závěry. Materiály a pomůcky (pro každou skupinu): červené zelí různé látky z domácnosti ke zkoumání Pro každou dvojici žáků (nebo alespoň pro některé): alé kádinky nebo plastové kalíšky (viz obr. 1) mikropipety (obr. 1) nůž nebo kráječ síto (obr. 2) 2 větší kádinky (obr. 2) látky, které chcete zkoumat: voda z vodovodu, voda z domova, mléko, čaj, káva, jablečný džus, pomerančová šťáva, jedlá soda, Coca-Cola, prášek do myčky na nádobí, ocet, apod Kyselé, neutrální či zásadité. Jak učit tyto pojmy pomocí badatelsky orientované výuky? Author: Tuula Asunta The content of the present document only reflects the author s views and the European Union is not liable for any use that may be made of the information therein.

2 KYSELÉ, NEUTRÁLNÍ ČI ZÁSADITÉ. JAK UČIT TYTO POJMY POMOCÍ BADATELSKY ORIENTOVANÉ VÝUKY? Plán hodiny (spolu s poznámkami pro učitele) Popis aktivity Aktivita zahrnuje: 1. Učitel se ptá žáků na pojmy týkající se kyselosti, neutrálnosti a zásaditosti. Všechny odpovědi jsou zapisovány na tabuli nebo do počítače. Odpovědi jsou pak diskutovány s dětmi. 2. Učitel uvede žákům několik příkladů kyselých, neutrálních a zásaditých látek (ocet je kyselý, jedlá soda je zásaditá a voda neutrální) a vysvětlí, kde se s těmito látkami mohou žáci setkat v praxi. Rovněž můžeme nyní představit i pojem indikátor a vysvětlit jeho význam. 3. Učitel vysvětlí žákům jak pracovat s pipetami a kádinkami. Poté vysvětlí, jak udělat indikátor z červeného zelí. Pak mohou žáci sami indikátor připravovat nebo dále pracují s indikátorem, který pro ně předem připravil učitel. 4. Učitel vysvětlí, kolik indikátoru z červeného zelí je třeba vpravit do kádinek a kolik kapek použít na různé látky, které děti chtějí zkoumat. Taktéž vysvětlíme, jak se změní barva indikátoru z červeného zelí, jestliže ho přidáme do octa nebo citronové šťávy. Učitel připraví různé látky známé z běžného denního života, jako je citronová šťáva, prací prášek, voda atd. a pak vysvětlí, které jsou kyselé, které neutrální a které jsou zásadité? 5. Učitel rozdá pracovní listy žákům a požádá je o napsání svých hypotéz (vysvětlí, co to znamená), včetně různých látek z domácnosti, které chtějí prozkoumat. Jsou vyzváni k tomu, aby o svých hypotézách diskutovali ve dvojicích. 6. Žáci by měli prozkoumat minimálně 10 látek, aby byli schopni odpovědět na problémovou otázku výzkumu. 7. Děti budou provádět výzkum a učitel bude pomáhat těm, kteří mají obtíže, problém. Děti si mohou vybrat z různých látek z domácnosti, které chtějí zkoumat. Nechte jim na to dostatek času. Motivace (Formulace hypotézy) Žákovské prekoncepty Na začátku badatelské aktivity nejprve zjistíme představy žáků: Co vaši žáci už vědí o obsahu badatelské aktivity? Zeptejte se jich na otázky, jako jsou: Znáš nějaké kyselé látky? Vyjmenuj některé! Znáš nějaké zásadité látky? Vyjmenuj některé! Žáci mohou zmínit např. jablko, citrón, brusinky, apod. pokud se budete bavit o kyselých látkách; a prášek do myčky na nádobí a mýdlo, pokud o zásaditých.

3 Bádání (Návrh a průběh experimentů, jejich pozorování) Jakmile žáci napíší své hypotézy týkající se látek, které chtějí zkoumat, začnou pracovat ve dvojicích, aby mohli poté odpovídat na otázky týkající se prováděného výzkumu. Žáci zkoumají postupně látky v kádinkách, pozorují barevné změny indikátoru a tyto změny si zapisují. Učitel chodí mezi žáky a diskutuje s nimi. Žáci jsou vedeni k tomu, aby zapisovali všechna svá pozorování i případné problémy, které se mohou vyskytnout. Učitel poskytuje žákům dost času k vyplnění pracovního listu a k přemýšlení nad problémy výzkumu. Po tom, co provedeme průzkum, jsou děti požádány o to, aby mezi sebou prodiskutovaly, jaké informace zjistily během výzkumu. Také jsou požádány o to, aby přemýšlely nad tím, co už vědí, nebo alespoň co zjistily (Je Coca-Cola kyselá nebo zásaditá?) Jakmile budou děti hotové se svým výzkumem, učitel se ptá dětí, které látky zkoumaly a které barvy zpozorovaly. Mohou vše zapisovat na tabuli nebo do počítače. Učitel se může zeptat, co si žáci myslí: Je citron kyselý či zásaditý a jakou dostalo barvu červené zelí, jestliže byl citron přidán? Pokud žáci prozkoumají dostatečné množství látek a označí je jako kyselé, zásadité a neutrální, je možné rozvinout diskusi o hlavní výzkumné otázce. Učitel může dětem vysvětlit, že přestože pracují se stejnými látkami a stejným postupem, mohou dojít k různému výsledku (což může být způsobeno znečištěním mikropipet nebo kádinek. Evaluace (záznam výsledků) Vyhodnocení Po diskuzi se žáky se mohou potvrdit jejich předpoklady a mohou dojít ke společnému stanovisku vztahujícímu se k výsledkům zkoumání. Abychom mohli učinit závěr a zodpovědět otázky týkající se výzkumu, zeptáme se dětí, co zjistily. Pokud si nejsou jisti výsledkem, učitel jim může obstarat univerzální indikátorový papírek, vysvětlí jim, jak se s ním zachází, a uloží jim další úkol: Potvrďte si výsledek univerzálním indikátorovým papírkem. Výsledky mohou být prodiskutovány znovu. Do diskuse se zapojuje celá skupina. Učitel může s dětmi prodiskutovat také to, zda je potřebné prozkoumat ještě další látky či nikoliv atd. Přiložené materiály: Shrnutí, pracovní listy

4 Shrnutí: Pomoc učiteli Základní informace: Vysvětlete dětem podstatu k pojmům: Kyselý, neutrální a zásaditý. Kyselost a zásaditost jsou charakteristiky popisující vlastnosti chemických látek. Škála ph měří, jak je látka kyselá či zásaditá. ph nabývá hodnot od 0 do 14: Hodnota ph = 7 je neutrální, ph menší než 7 je kyselé, ph větší než 7 je zásadité. Příklady: Čistá voda je neutrální. Jakmile se ale chemické látky mísí s vodou, výsledná směs může být kyselá nebo zásaditá. Ocet a citronová šťáva jsou kyselé, mýdlo a prací prášky jsou zásadité. Toto je pouze pro vás: Definice ph: ph je matematicky definováno jako záporný dekadický logaritmus molární koncentrace volných H 3 O + (oxoniových) iontů. ph = -log [H 3 O + ] (teorie Brønstedova-Lowryho) 2H 2 O <--> H 3 O + + OH- Základní charakteristiky: Chutnají hořce Působí na omak kluzkým dojmem Silné zásady mohou být nebezpečné a mohou popálit vaši kůži Indikátor je speciální typ chemické sloučeniny, která mění barvu, jakmile se změní ph. Takto nás informuje o hodnotě ph. Přehled základních indikátorů můžete najít například na internetových stránkách: V prvním případě používáme přírodní indikátory: například červené zelí, šípkový čaj, borůvkový džus atd. Výzkumné problémy Prezentujte žákům následující problémy v souvislosti s výzkumem 1. Jaká je barva neutrální látky? 2. Budete mít minimálně 10 různých látek (viz tabulka 1 na pracovním listu). Myslíte si, že je možné zjistit, které látky jsou kyselé a které zásadité? 3. Umíš zařadit látky, které najdeš v kuchyni, podle toho, jestli jsou kyselé či zásadité?

5 Materiál a pomůcky Pro celou třídu: Červené zelí Různé látky z domácnosti ke zkoumání Pro každou dvojici žáků (nebo alespoň pro některé): malé kádinky nebo plastové kalíšky (viz obr. 1) mikropipety (obr. 1) nůž nebo kráječ síto (obr. 2) 2 větší kádinky (obr. 2) Látky, které chcete zkoumat: voda z vodovodu, voda z domova, mléko, čaj, káva, jablečný džus, pomerančová šťáva, jedlá soda, Coca-Cola, prášek do myčky na nádobí, ocet, apod. Obr. 1. Malé kádinky či plastové kelímky, mikropipeta a univerzální indikátorový papírek Můžete udělat výluh z červeného zelí pro děti, nebo je nechat, ať si ho udělají samy: Nakrájejte červené zelí na male kousky. Dejte červené zelí do kádinky a zalijte jej horkou vodou (přibližně jedno červené zelí na 1l vody). Dobře promíchejte a nechte minut ustát. Odfiltrujte červené zelí a výluh použijte jako indikátor pro experiment.

6 Obr. 2. Kádinka a síto Poraďte dětem, jak zkoumat látky z domácnosti, které mají pevné skupenství (jako např. jedlá soda). Nejprve musejí dát určité množství látky do vody (cca 1 kávová lžička do 10 ml vody). Výzkum Pomozte dětem s vyšetřením (Návod pro děti). Diskuse Jakmile jsou žáci hotovi s výzkumem, diskutujte s nimi, jak kvalitním indikátorem je červené zelí. Pokud máte čas, můžete dětem dát univerzální indikátorový papírek a vysvětlit jim, jak se takový indikátorový papírek používá. Mohou ph látek měřit pomocí tohoto papírku, a tím zjistí, jak se může určení ph lišit za použití indikátoru z červeného zelí a papírku. Mohou diskutovat proč! Můžete dětem naznačit další problémy, které se vztahují k výzkumu, jako například: Je zkyslé mléko kyselé? Má šťáva z červeného zelí vždy stejnou barvu? Vysvětlete jim, že mohou pokračovat s výzkumem pomocí univerzálního indikátorového papírku. Vysvětlete dětem, jak ho používat. Diskutujte o výsledcích každé dvojice. Vysvětlete, proč se výsledky jednotlivých skupin často liší. Můžete jim to dát jako domácí úkol. Iniciujte diskusi na téma: proč je důležité vědět něco o kyselosti a zásaditosti látek? Zapište odpovědi žáků. Diskutujte o odpovědích žáků. Jestli chcete, můžete pokračovat ve výzkumu tím, že dětem dáte univerzální indikátorový papírek a vysvětlíte jim, jak funguje. Mohou použít ty samé látky, které zkoumaly pomocí výluhu z červeného zelí, a zjistit, jaké výsledky poskytuje měření univerzálním indikátorovým papírkem. Dále je možné diskutovat o případných rozdílech, jsou-li zjištěny. (Může být použit pracovní list.)

7 Návod pro žáky Úvod Kyselé, řekla liška o jeřabině! Již ve staré Ezopově bajce byl použit pojem kyselý. Většina z vás si všimla, že každé jablko chutná jinak a že citron je hořký. (Bobule jeřabiny obsahují kyselinu sorbovou a tříslovou, tudíž liška měla pravdu). Už jste přemýšleli, které látky mohou být kyselé a jaké zásadité? Obr. 3. Bobule jeřabiny Výzkumné problémy: 1. Jaká je barva neutrální látky? 2. Umíte zařadit látky, které najdete v kuchyni, podle toho, jestli jsou kyselé či zásadité? 3. Budete mít minimálně 10 různých látek (viz tabulka 1 na pracovním listu). Jak přesné ph dokážete určit na základě svého výzkumu? Materiál a pomůcky Malé kádinky či plastové kelímky, mikropipeta a univerzitní indikátorový papírek Mikropipety Výluh z červeného zelí Látky, které chcete zkoumat, jako např.: voda z vodovodu, voda z domova, mléko, čaj, káva, jablečný džus, pomerančová šťáva, jedlá soda, Coca-Cola, prášek do myčky na nádobí, ocet, apod.

8 PRACOVNÍ LIST Vezměte vám známé látky, které chcete zkoumat (viz tabulka 1) 2. Zkuste vymyslet svoji hypotézu: Myslíte si, že vámi zkoumaná látka je kyselá, neutrální či zásaditá? Označte ji K (kyselá), N (neutrální) nebo Z (zásaditá) do tabulky č. 1. Navrhněte svoji hypotézu u všech látek! Označte do tabulky č. 1. Na konci budete překvapeni! 3. Vyberte si látky z domácnosti, které chcete studovat. 4. Vezměte malou kádinku a nakapejte do každé kapek vybrané látky a označte kádinky A1, A2,... B1,B2,... C1, C2, apod. Na každou látku, kterou chcete zkoumat, budete potřebovat vlastní nádobku. 5. Berte jednu látku za druhou z těch, které budete zkoumat, a ke každé přidejte několik kapek výluhu z červeného zelí. Uvidíte, co se stane!

9 6. Nezapomeňte si označit každou kádinku, abyste později mohli poznat, do které nádoby jste nakapali například jablečný džus! 7. Označte své zkoumání (barvu kapaliny) do této tabulky! 8. Po prozkoumání všech látek, ke kterým jste přidali výluh z červeného zelí, zjistěte, jak se liší barva směsi v jednotlivých kádinkách. 9. Zkuste rozhodnout: Kterou barvu mají kyselé látky a kterou zásadité? Prodiskutujte to s ostatními žáky! Všichni souhlasíte?! Na konci si odpovězte na výzkumné otázky: 1. Dokážete srovnat látky, které naleznete ve své domácnosti, podle toho, zda jsou kyselé či zásadité? Ano Ne 2. Budete mít minimálně 10 různých látek (viz tabulka 1 na pracovním listu). Jak přesné ph dokážete určit na základě svého výzkumu

10 Tabulka 1: Látky a jejich kyselost či zásaditost Látka Hypotéza (Předpoklad) Nádoba A1,A2, B1,B2 atd. Barva Kyselá Neutrální Zásaditá ph (měřeno později pomocí indikátorového papírku) Prací prášek Jedlá soda Prášek do pečiva Čaj Citrón Jablečný džus Další látky