Téma aktivity: Předmět: laboratorní cvičení Doporučený věk studentů: 15 16 let Vazba na ŠVP: laboratorní technika Cíle: student popíše některé druhy laboratorního skla a nářadí student sestaví jednoduché aparatury student připraví jednoduchý pokus v aplikaci Chemist Stručná anotace: Aplikace Chemist je výborný nástroj pro přípravu virtuálních laboratorních cvičení. Nikdy sice plně nenahradí klasický přístup chemie tedy osahání jednotlivých nástrojů a sestavení aparatur, ovšem pomocí uživatelsky přístupného prostředí aplikace Chemist je možné před samotnou prací v laboratoři nasimulovat průběh pokusu, cvičení, reakce a v laboratoři toto potom využít již naostro. 1
Harmonogram aktivity: Název činnosti Úvod 10 Laboratorní náčiní Sestavování aparatury Simulace pokusu Prezentace pokusu Čas Činnost učitele Činnost žáků Pomůcky + přílohy 10 20 10 35 Rozdá zařízení ipad, instruuje studenty ohledně použití aplikace Chemist Zadává studentům úkoly na hledání laboratorního náčiní Zadává studentům chemickou aparaturu. Kontroluje práci studentů Kontroluje práci studentů Kontroluje prezentaci studentů, pokládá otázky, doplňuje studenty Spouští aplikaci Chemist, orientují se v základní nabídce Práce s aplikací Chemist. Hledání laboratorního náčiní, dle pokynů vyučujícího Sestavování aparatury na zadaný chemický pokus, vyhledávání informací na internetu Simulují zadaný chemický pokus Prezentují zadaný chemický pokus Závěr 5 Shrne hodinu, uklízí zařízení ipad Odevzdávají zařízení ipad Teoretické zázemí: Během laboratorních cvičení je možné ozvláštnit výuku touto interaktivní učebnicí a virtuálním nástrojem k tvorbě chemických pokusů. Studenti si před samotným skutečným sestavením aparatur v laboratoři mohou nasimulovat postup práce v aplikaci Chemist. 2
Popis aplikace Chemist: Aplikace Chemist představuje chemickou laboratoř. Bez ohledu na to, zda jsou studenti chemici nebo ne, Chemist je ojedinělou aplikací, která pomáhá studovat, experimentovat, nebo si jen hrát. Můžeme tak přelévat látky z kádinky přiložením prstů na obrazovku, nebo vyzkoušet, jak bude reagovat cesium (Cs) s vodou. Aplikace navíc provádí všechny výpočty během pokusů a studenti tak získávají bezprostřední výsledky. 1. Aplikace Chemist se je k dispozici v AppStoru. Můžeme si nejprve vyzkoušet omezený demo nástroj, nebo za cca 4 eura zakoupit plnou verzi, která nabízí skutečně široké možnosti. V hlavní nabídce nalezneme ikonu aplikace Chemist. Viz obr. č. 1: obr. č. 1: aplikace Chemist na hlavní ploše ipadu 2. Po spuštění aplikace se nám otevře jednoduchá plocha aplikace. Na této ploše je důležité si povšimnout především tří částí: horních ikonek, ikoný klíče nalevo a ikon ozubeného kolečka popř. dalšího nastavení. Horní ikony představují výběr jednak laboratorního náčiní první ikona kádinka výběr chemikálií druhá ikona přípravná police (odkládací místo pro náčiní a chemikálie) třetí ikona Viz. obr. č. 2: 3
obr. č. 2: hlavní plocha aplikace Chemist s důležitými ikonami 3. Po klepnutí na první ikonu se otevře nabídka laboratorního náčiní můžeme vybírat ze skla nebo dalšího nářadí. Toto náčiní je možné přenést na hlavní plochu pouhým přetažením. Viz obr. č. 3: obr. č. 3: panel laboratorního náčiní 4
4. Další ikona ukrývá laboratorní chemikálie. Těch se tu nachází opravdu velké množství a dělí se podle skupenství na pevné, kapalné event. plynné a sestavené složitější chemikálie. Viz. obr. č. 4. obr. č. 4: panel laboratorních chemikálií 5. V nastavení v dolních ikonách je potom možné vybírat, jestli chceme použít oheň (např. zápalky apod.) v panelu nalevo, nebo upravit laboratorní podmínky v panelu napravo. Viz obr. č. 5 a 6. obr. č. 5: levý panel a možnosti zapálení, zchlazení směsi, použití ph indikátorů apod. 5
obr. č. 6: úprava laboratorních podmínek laboratorní teplota, plynné prostředí, rychlost 6. Samotnou aparaturu sestavujeme velice jednoduše pouhým přetažením jednotlivých náčiní na pracovní plochu. Důležité je např. použít stojan, do kterého se poté zavěšují různá laboratorní náčiní např. kádinky, kahany. Přilévání a přisypávání chemikálií je poté také velmi intuitivní vybrání chemikálie a nasypání (nalití) do kádinky apod. nám umožní výběr použitého množství chemikálie (v ml nebo gramech). Můžeme si upravit i reakční podmínky, změřit ph, teplotu směsi apod. Vše je velice intuitivní. Příklad sestavené aparatury je na obr. č. 7. obr. č. 7: sestavená aparatura na ohřev vody 6
Úvod V úvodní části rozdáme studentům zařízení ipad, řešíme problémy se spouštěním a pomocí AppleTV je instruujeme v základní orientaci v aplikaci Chemist. Dbáme na důležité části aplikace, které jsme popsali výše. Velmi vhodné je využít celou tuto výukovou hodinu jako dvouhodinovku, např. při laboratorních cvičeních apod. Na tuto činnost je vymezeno cca 10 minut. Laboratorní náčiní Během dalších cca 10 minut necháme studenty zopakovat hledání laboratorních náčiní. Typické je nejdříve, aby základní náčiní znali již z dřívějška. Zadání náčiní je v příloze č. 1. V aplikaci Chemist budou obrázky přímo vyhledávat a ukazovat učiteli (např. pomocí AppleTV apod.), nebo ho mohou do pracovního listu kreslit apod. Sestavování aparatury Dalších cca 20 minut je věnováno na sestavování chemických aparatur. Příklady chemických aparatur a pokusů jsou v příloze č. 2. Další aparatury je možné zadávat podle vlastního uvážení. Můžeme nechat pracovat studenty ve skupinách nebo jednotlivě. Studenti přímo pracují v aplikaci Chemist. Simulace pokusu Po sestavení aparatury je možné nechat studenty simulovat pokus. Tedy zadat chemikálie a nechat je vyzkoušet si, jak bude reakce probíhat. Studenti mohou zkoušet různá nastavení laboratorních podmínek apod. Na tuto činnost je vyhrazeno cca 10 minut. Tuto činnost je také možné spojit s předchozí činností dohromady. Prezentace pokusu Hlavní část výukové jednotky je vyhrazena pro vlastní prezentaci studentů. Pomocí AppleTV studenti mohou jednotlivě, nebo ve skupinách prezentovat simulaci zadaného laboratorního pokusu. Též je důležité, aby popsali použité laboratorní náčiní, úpravu reakčních podmínek apod. Prezentaci můžeme oznámkovat. Na tuto činnost je vyhrazeno cca 35 minut. 7
Závěr Na konci hodiny, během posledních pěti minut studenty vyzveme k odevzdání zařízení ipad. Hodinu shrneme a zeptáme se studentů na zpětnou vazbu (tedy jestli chtějí pokračovat v podobném trendu s touto aplikací). Pomůcky: K realizaci této výukové hodiny potřebujeme zařízení ipad, pracovní listy se zadanými úkoly, pokusy a náčiním, výukovou aplikaci Chemist, AppleTV, datový projektor a 8