Χημεία (Γενικό Λύκειο)
Κατεβάστε σε μορφή PDF
 2 ώρες

ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ ΣΤΕΡΕΩΝ-ΑΕΡΙΩΝ ΣΕ ΥΓΡΑ

Γενική περιγραφή περιεχομένου: 

 

ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

Μάθημα

ΧΗΜΕΙΑ

Τίτλος  σεναρίου

ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ ΣΤΕΡΕΩΝ-ΑΕΡΙΩΝ ΣΕ ΥΓΡΑ

Τάξη

Α ΛΥΚΕΙΟΥ

Γενική ενότητα

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

Υποενότητα

ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ

Σύντομη περιγραφή

Το σενάριο στηρίζεται στις αρχές της διερευνητικής μάθησης, του εποικοδομισμού και του κοινωνικού εποικοδομισμού, έχει διάρκεια 6 διδακτικών ωρών, πραγματοποιείται στο εργαστήριο φυσικών επιστημών και υλοποιείται με:

  • την χρήση βιντεοπροβολέα
  • την εκτέλεση εργαστηριακών ασκήσεων
  • τη χρήση, προσομοιώσεων  του λογισμικού PhET
  • τη χρήση αρχείου βίντεο
  • την εξερεύνηση προτεινόμενων ιστοσελίδων
  • τη συμπλήρωση 3 φύλλων εργασίας.

Οι μαθητές εργάζονται σε ομάδες των τεσσάρων ατόμων και ο ρόλος του εκπαιδευτικού συνίσταται στη διερεύνηση των προϋπαρχουσών αντιλήψεών τους, στην ενθάρρυνση, καθοδήγηση και διευκόλυνσή τους κατά την εκτέλεση των φύλλων εργασίας καθώς και στο συντονισμό της όλης διαδικασίας. Κατά την ανάπτυξη του σεναρίου, αναμένεται οι μαθητές, μέσω της παρατήρησης και σύγκρισης, της διαδικασίας δοκιμής και λάθους, της καθοδηγούμενης διερεύνησης και του ελέγχου – μέσω της χρήσης λογισμικού αλληλεπιδραστικών προσομοιώσεων – διάφορων υποθέσεων εργασίας, να ανακαλύψουν και να  οικοδομούν σταδιακά τη νέα γνώση και συγκεκριμένα, να εξάγουν συμπεράσματα για τη διαλυτότητα των ουσιών και τη σημασία της. Τέλος, το σενάριο ολοκληρώνεται με την πραγματοποίηση δραστηριοτήτων οι οποίες, αξιοποιώντας γεγονότα της καθημερινότητας  , αποσκοπούν στην εμπέδωση της νέας γνώσης ενώ επιπρόσθετα γίνεται και ανάθεση εργασιών για το σπίτι.

 
 

Λογισμικό, υλικά και μέσα που απαιτούνται

  • Ηλεκτρονικός υπολογιστής
  • Βιντεοπροβολέας
  • Σύνδεση Internet
  • Λογισμικό κειμενογράφου Word, φυλλομετρητή Internet Explorer, δημιουργίας παρουσιάσεων PowerPoint.
  • Το λογισμικό PhET «Άλατα & Διαλυτότητα», «Διάλυμα ζάχαρης και αλατιού»
  • Αρχείο βίντεο mp4 ,VLC
  • Δικτυακοί τόποι
  • Φύλλα εργασίας και φύλλα αξιολόγησης

 

Εκπαιδευτικό Πρόβλημα: 

Στο παρόν σενάριο επιχειρείται η διδακτική προσέγγιση της διαλυτότητας αερίων και στερεών σε υγρά  προκειμένου οι μαθητές να συνειδητοποιήσουν την σημασία  αυτής στην καθημερινότητα και, κατά συνέπεια, την αναγκαιότητα  γνώσης των κανόνων που τη διέπουν. Επίσης γίνεται μια προσπάθεια ώστε να αντιμετωπιστούν οι παρανοήσεις των μαθητών σε έννοιες σχετικές με τη διάλυση των ουσιών όπως έχουν καταγραφεί από την παιδαγωγική έρευνα.

 

     ΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

 

ΓΝΩΣΤΙΚΟΙ

 

  • 1) Να περιγράφει το φαινόμενο της διάλυσης των ουσιών
  • 2) Να αναγνωρίζει τη σημασία της διάλυσης και της διαλυτότητας στις καθημερινές εφαρμογές
  • 3) Να αναγνωρίζει την επίδραση της πίεσης στη διάλυση αερίων στα υγρά και τη σημασία της σε ειδικές παθήσεις
  • 4) Να αναγνωρίζει την επίδραση της θερμοκρασίας στη διαλυτότητα μιας ουσίας και τη σημασία της στα έμβια συστήματα
  • 5) Να διαπιστώσει πως δεν υπάρχουν εντελώς αδιάλυτες ουσίες
  • 6) Να αναγνωρίζει την επίδραση του είδους του διαλύτη στη διαλυτότητα μιας ουσίας
  • 7) Να ταξινομεί τη διαλυτότητα διαφορετικών αλάτων
  • 8) Να διακρίνει τη διαφορά μεταξύ μοριακών και ιοντικών διαλυμάτων
  • 9) Να συσχετίσει  διαθεματικά το φαινόμενο της διαλυτότητας στη Χημεία-Βιολογία-Ιατρική

 

ΚΟΙΝΩΝΙΚΟ-ΣΥΝΑΙΣΘΗΜΑΤΙΚΟΙ

 

  • 10) Να επικοινωνεί και να συνεργάζεται με τους συμμαθητές του στο πλαίσιο υλοποίησης των δραστηριοτήτων.
  • 11) Να ευαισθητοποιηθεί σε θέματα προστασίας του φυσικού περιβάλλοντος και να διαμορφώσει οικολογική συνείδηση.
  • 12) Να αναπτύξει αίσθημα ατομικής και συλλογικής ευθύνης.

 

ΨΥΧΟΚΙΝΗΤΙΚΟΙ

  • 13) Να εξασκηθεί σε δεξιότητες που χρησιμοποιούνται στην επιστημονική έρευνα (παρατήρηση, περιγραφή, σύγκριση, ταξινόμηση, διατύπωση υποθέσεων, εξαγωγή συμπερασμάτων).
  • 14) Να μπορεί να εκτελεί εργαστηριακά πειράματα
  • 15) Να χειρίζονται το λογισμικό PhET

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟΙ

  • 16) Να εξοικειωθεί με τη χρήση προσομοιώσεων
  • 17) Να αναπτύξει την ικανότητα ενεργούς αναζήτησης πληροφοριών μέσω πλοήγησης στο διαδίκτυο.

 

 

      ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ

 

Ο σχεδιασμός του σεναρίου στηρίζεται στις αρχές της διερευνητικής μάθησης σε συνδυασμό του εποικοδομισμού (Piaget) και του κοινωνικού εποικοδομισμού (Vygotsky), σύμφωνα με τις οποίες η διδακτική προσέγγιση:

 

  • η μάθηση κατακτάται μέσω της έρευνας

      και

  • ξεκινά με την ανάδειξη των αρχικών αντιλήψεων του μαθητή
  • προχωρά, μέσω της επιλογής των κατάλληλων δραστηριοτήτων, στην δοκιμή και τον έλεγχο των αντιλήψεων αυτών, αποσκοπώντας στην διατήρηση και επαύξησή τους ή την αλλαγή και αναπροσαρμογή τους
  • επεκτείνεται στην εφαρμογή και γενίκευση, από τον μαθητή, της νέας γνώσης σε  καινούριες καταστάσεις και
  • ολοκληρώνεται με την προτροπή του τελευταίου για αναστοχασμό της όλης διαδικασίας.

 

Ειδικότερα για το παρόν σενάριο, σχεδιάστηκαν δραστηριότητες με τις οποίες επιδιώκεται η κατάκτηση και αφομοίωση της νέας γνώσης να επιτευχθεί είτε μέσω της αρμονικής ένταξής της στα προϋπάρχοντα νοητικά σχήματα των μαθητών είτε μέσω της τροποποίησης και αναδόμησης των σχημάτων αυτών, ως αποτέλεσμα πραγματοποιηθείσας γνωστικής σύγκρουσης.

Οι μαθητές εργάζονται ομαδοσυνεργατικά και ο εκπαιδευτικός, με τις δραστηριότητες των φύλλων εργασίας μέσω κατάλληλου λογισμικού, ενθαρρύνει την ενεργητική εμπλοκή τους στην όλη μαθησιακή διαδικασία, διευκολύνει τη σταδιακή κατάκτηση της γνώσης, υποστηρίζει την ανταλλαγή απόψεων και τη γνωστική αλληλεπίδραση στα πλαίσια των ομάδων, καλλιεργεί τον προβληματισμό, συντονίζει την ανακεφαλαίωση της νεοαποκτηθείσας γνώσης και τέλος αξιολογεί την εμπέδωσή της ελέγχοντας την ικανότητα των μαθητών για μεταφορά-εφαρμογή της σε άλλες δραστηριότητες του ίδιου θεματικού πεδίου.

 

   ΠΡΟΫΠΑΡΧΟΥΣΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ

 

Από την βιβλιογραφική ανασκόπηση (Rosalind Driver,Edith Guesne,Andrée Tiberghien (2000) “Children’s Ideas in Science” pp.153-156 , Ebenezer, J., & Ericson, G. (1996). Chemistry Students' conceptions of Solubility: A Phenomenography. Science Education, 80,(2), 181-201) προέκυψε ότι οι κυριότερες προϋπάρχουσες αντιλήψεις-εναλλακτικές ιδέες-παρανοήσεις των μαθητών στο θέμα διαλυτότητα έχουν ως εξής:

 

Παρανόηση 1: Η διάλυση συγχέεται με την "τήξη"

Το Learning in Science Project  (LISP) ανέφερε  ότι το 25% των μαθητών που ερωτήθηκαν χρησιμοποιούν τους όρους λιώσιμο  και  διάλυση ως  συνώνυμα.  Δύο λόγοι που οι  μαθητές μπορεί να σκέφτονται έτσι  είναι:
• Στην  τήξη και τη διάλυση ένα στερεό φαίνεται να μετατρέπεται σε  υγρό
• Η χρήση του ζεστού νερού επιταχύνει τη διάλυση, ακριβώς όπως η θερμότητα επιταχύνει την τήξη.

Παρανόηση 2: Το στερεό παύει να υφίσταται όταν διαλύεται (εξαφανίζεται)

Το σκεπτικό των μαθητών μπορεί να είναι το εξής :

ζάχαρη + νερό   à  νερό  (χωρίς ζάχαρη)

Μαθητές που δηλώνουν αυτό βασίζονται σε αυτό που βλέπουν, και δεν μπορούν να καταλάβουν ακόμη ότι:
• Ακόμα κι αν δεν μπορείς να δεις το στερεό εξακολουθεί να είναι παρόν
• Τα στερεά διασπώνται σε πολύ μικρά (αλλά ακόμα ουσιαστικά συμπαγή) σωματίδια, καθώς  διαλύονται. Αυτά τα σωματίδια είναι τόσο μικροσκοπικά που δεν είναι πλέον ορατή στα μάτια μας.
  
      
Παρανόηση 3: Συγχέονται η φυσική αλλαγή και οι χημικές αντιδράσεις

Μερικοί μαθητές δεν μπορούν να συνειδητοποιήσουν ότι όταν ένα στερεό διαλύεται κάθε μόριο του στερεού παραμένει αμετάβλητο. Δεν συνδυάζονται με το νερό για να κάνουν  μια νέα ουσία, όπως σε μια χημική αντίδραση.
  

 

             ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ

Για τη διδασκαλία του συγκεκριμένου σεναρίου θεωρείται ότι οι μαθητές, από γνωστικής άποψης:

  • σε προηγούμενο μάθημα έμαθαν το χειρισμό των βασικών λειτουργιών του PhET
  • γνωρίζουν την έννοια του ιόντος και του μορίου από προηγούμενο μάθημα του ίδιου βιβλίου αλλά και από το Γυμνάσιο
  • μπορούν να συνεργάζονται σε ομάδες, στα πλαίσια του μαθήματος

από ψυχοκινητικής άποψης

  • έχουν την ικανότητα να εκτελούν οδηγίες και τέλος

από τεχνολογικής άποψης

  • μπορούν να εκτελούν απλές εργαστηριακές ασκήσεις με χειρισμό και αναγνώριση εργαστηριακών οργάνων από προηγούμενα εργαστηριακά μαθήματα
  • έχουν ενημερωθεί για τους κινδύνους και τους κανόνες ασφαλείας στο εργαστήριο στο πρώτο μάθημα στο εργαστήριο από τον διδάσκοντα
  • κατέχουν βασικές γνώσεις χειρισμού Η/Υ από προηγούμενα μαθήματα πληροφορικής  και
  • είναι εξοικειωμένοι με το περιβάλλον των Windows όπως και με τη χρήση του Internet Explorer.

 

 

 ΕΠΕΚΤΑΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

 

Το παρόν διδακτικό σενάριο μπορεί να επεκταθεί διαθεματικά σε ζητήματα που σχετίζονται με την προστασία του φυσικού περιβάλλοντος και της ιατρικής ,  μέσω της ανάθεσης στους μαθητές συγκεκριμένων εργασιών όπως:

  • Αναζήτηση, καταγραφή και παρουσίαση  μέσω διαδικτύου ή και βιβλιογραφίας σχετικών θεμάτων όπως η διαλυτότητα των αερίων στη βιομηχανία αναψυκτικών , ή στη διαδικασία εκχύλισης χρήσιμων ουσιών όπως η καφείνη.
  • Συλλογή στοιχείων, μελέτη και παρουσίαση της επίδρασης των διαφόρων παραγόντων πίεσης , θερμοκρασίας στην διαλυτότητα κρίσιμων ουσιών  στα διάφορα οικοσυστήματα του πλανήτη
  • Βιβλιογραφική διερεύνηση και παρουσίαση παραδειγμάτων χημικών ουσιών που η μεταβολή της διαλυτότητά τους μπορεί να προκαλέσει ασθένειες στους ζωντανούς οργανισμούς.   

Επιπρόσθετα, το παρόν σενάριο μπορεί να πραγματοποιηθεί κατά ένα μεγάλο μέρος του στα πλαίσια του μαθήματος Χημεία Β Γυμνασίου

 

 

 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

 

Ε. Ελληνιάδου, Ζ. Κλεφτάκη, Ν. Μπαλκίζας (2008) «Η Συμβολή των Παιδαγωγικών Προσεγγίσεων στην Κατανόηση του Φαινομένου της Μάθησης»

 

Ιωάννης Α. Βλάχος (2004)  «Εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες. Η πρόταση της Εποικοδόμησης»

 

Εμμανουήλ Α. Κολιάδης (2002) «Γνωστική ψυχολογία, γνωστική νευροεπιστήμη και εκπαιδευτική πράξη»

 

Rosalind Driver; Hilary Asoko; John Leach; Eduardo Mortimer; Philip Scott «Constructing Scientific Knowledge in the Classroom» Educational Researcher, Vol. 23, No. 7. (Oct., 1994), pp. 5-12.

 

Rosalind Driver,Edith Guesne,Andrée Tiberghien (2000) “Children’s Ideas in Science” pp.153-156

 

Ebenezer, J., & Ericson, G. (1996). Chemistry Students' conceptions of Solubility: A Phenomenography. Science Education, 80,(2), 181-201

 

http://greekdivers.blogspot.gr/p/blog-page_6980.html

 

http://ykia.gr/portfolio/%CE%BD%CF%8C%CF%83%CE%BF%CF%82-%CE%B4%CF%85%CF%...

Νόσος των δυτών

 

http://www.ypeka.gr/?tabid=250

Νιτρορύπανση

 

http://www.kee.gr/perivallontiki/teacher3_4_5.html

Θερμική ρύπανση

 

http://phet.colorado.edu/el/simulation/sugar-and-salt-solutions

Λογισμικό PhET “Διάλυμα ζάχαρης και αλατιού”

 

http://phet.colorado.edu/el/simulation/soluble-salts

Λογισμικό PhET “Άλατα & Διαλυτότητα”

Φάσεις Ψηφιακού Σεναρίου: 
80 λεπτά
Φάση 1: Εργαστηριακή άσκηση διαλυτότητας
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών
80 λεπτά
Φάση 2: Μελέτη διαλυτότητας με το λογισμικό PhET
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών
80 λεπτά
Φάση 3: Διαλυτότητα στην καθημερινή ζωή
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών
15 λεπτά
Φάση 4: Αξιολόγηση του σεναρίου-Ανατροφοδότηση
Χώρος Διεξαγωγής: Τάξη
Διδακτικοί Στόχοι: 
  1. ΓΝΩΣΤΙΚΟΣ : Να περιγράφουν οι μαθητές το φαινόμενο της διάλυσης των ουσιών
  2. ΓΝΩΣΤΙΚΟΣ : Να διακρίνουν τη διαφορά μεταξύ μοριακών και ιοντικών διαλυμάτων
  3. ΚΟΙΝΩΝΙΚΟ-ΣΥΝΑΙΣΘΗΜΑΤΙΚΟΣ : Να ευαισθητοποιηθούν σε θέματα προστασίας του φυσικού περιβάλλοντος
  4. ΨΥΧΟΚΙΝΗΤΙΚΟΣ : Να εξασκηθούν σε δεξιότητες που χρησιμοποιούνται στην επιστημονική έρευνα
Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου: 
Διαλυτότητα
ευδιάλυτη ουσία
δυσδιάλυτη ουσία
κορεσμένο διάλυμα
υπέρκορο διάλυμα
μοριακά διαλύματα
ιοντικά διαλύματα
Υλικοτεχνική υποδομή: 
Το σενάριο πραγματοποιείται στο Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών όπου: • Υπάρχουν απαραίτητα όργανα και χημικά αντιδραστήρια εργαστηρίου καθώς και για την εκτέλεση των αντίστοιχων πειραμάτων (λεπτομερή περιγραφή στο Φύλλο Εργασίας της Φάσης 2) • Υπάρχει Η/Υ σε σύνδεση με το διαδίκτυο με τα προγράμματα και τα λογισμικά που απαιτούνται για την ανάπτυξη του σεναρίου (MSOffice, Internet Explorer και Java Runtime Environment, VLC, PhET , video”Opening a Soda on the Ocean Floor”, ppt «ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ») • Υπάρχει βιντεοπροβολέας για την παρουσίαση από τον εκπαιδευτικό του προγράμματος παρουσίασης Power Point «ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ» του βίντεο και των προγραμμάτων προσομοίωσης PhET «Άλατα & Διαλυτότητα» και «Διάλυμα ζάχαρης και αλατιού».
Δημιουργός Σεναρίου: ΣΤΑΥΡΟΣ ΜΙΧΑΛΟΠΟΥΛΟΣ (Εκπαιδευτικός)