Metodické a učebné materiály pre učiteľov a žiakov

Čo je Zelená chémia? ♠ Princípy Zelenej chémie ♠ Zaujímavé zdroje Zelenej chémie ♠ Ukážky zeleného kurikula ♠ Prepojenie s bežným životom 

 

Metodické a učebné materiály vo forme didaktického manuálu s názvom Zelená chémia a jej implementácia do vyučovania chémie pre učiteľov a žiakov stredných škôl postavených na filozofii a princípoch Zelenej chémie pre vybranú časť organickej chémie obsahuje: 

  • metodickú príručku o Zelenej chémii a jej princípoch pre učiteľov, o zelenom vzdelávaní vo svete a na Slovensku (na stiahnutie tu),
  • modely vyučovacích hodín na báze princípov Zelenej chémie pre stredné školy s príslušnými prílohami, ktoré charakterizujeme nižšie. 

Dôležité je upozorniť, že pripravené materiály sú návrhom pre vyučovanie organickej chémie a pilotným projektom pre inšpiráciu učiteľov chémie k zavádzaniu princípov Zelenej chémie do výučby. Učitelia si môžu učebné materiály preštudovať a na základe toho vybrať to, čo ich zaujme a mohlo by upútať pozornosť žiakov na vyučovaní. 

Obsah a charakteristika vyučovacích hodín

Ide o súbor návrhov vyučovacích hodín organickej chémie s integrovanými princípmi Zelenej chémie, ktoré na seba logicky nadväzujú. Prvé 4 vyučovacie hodiny sú hodiny základného typu s využitím rôznych vyučovacích foriem a metód. Posledná vyučovacia hodina je laboratórne cvičenie.

Harmonogram vyučovacích hodín s obsahovým štandardom sa nachádza v tabuľke č.1.

Tab. č. 1: Harmonogram a obsahový štandard navrhnutých vyučovacích hodín.

Názov učiva Obsahový štandard
Priemyselné havárie a ich následky priemyselná havária, organické zlúčeniny, organická chémia, „Zelená chémia“
Prečo práve uhlík? princípy Zelenej chémie, výnimočnosť uhlíka, štvorväzbovosť uhlíka, jednoduché a násobné väzby, rozvetvené a nerozvetvené reťazce, vlastnosti organických zlúčenín, rozdiel medzi anorganickými a organickými zlúčeninami
(Ne)Obnoviteľné zdroje energie a uhľovodíkov fosílna surovina, fosílne palivá, neobnoviteľné a obnoviteľné zdroje energie a uhľovodíkov, alternatívne zdroje energie, ropa, frakčná destilácia, petroléter, benzín, oktánové číslo, petrolej, nafta, mazut, asfalt, uhlie, koks, zemný plyn, odorizácia, petrochémia, biomasa
Biomasa a jej využitie  biomasa, typy palív z biomasy, brikety, pelety, bioetanol, bionafta, bioplyn, rozdelenie organických zlúčenín, alifatické (acyklické) uhľovodíky, cyklické uhľovodíky, nasýtené a nenasýtené uhľovodíky, aromatické uhľovodíky (arény), alkány, alkény, alkíny, deriváty uhľovodíkov – halogénderiváry, nitrozlúčeniny, amíny, hydroxyderiváty, étery, karbonylové zlúčeniny – aldehydy, ketóny, karboxylové kyseliny, heterocykly
(Bio)Plasty – laboratórne cvičenie alkény, násobná väzba, dvojitá väzba, plasty, plasticita, polyméry a biopolyméry, monomér, makromolekula, polyreakcie, polymerizácia, polymerizačný stupeň, PVC, PS, PE, PP, biodegradácia, biodegradovateľnosť, biodegradovateľný plast

Priemyselné havárie a ich následky:

Vyučovacia hodina je úvodnou hodinou do nového tematického celku zameraného na organickú chémiu, s ktorou sa už žiaci mali možnosť stretnúť počas základnej školy. Čiže môžeme predpokladať, že majú základné poznatky z organickej chémie. Vyučovacia hodina má prevažne motivačný charakter, ktorý má v žiakoch vyvolať záujem o nasledujúce učivo v prepojení s predstavením filozofie Zelenej chémie a jej princípov.

Upozorňuje na vplyv priemyselnej výroby, ktorá mala a naďalej má prevládajúce, pozitívne vplyvy na našu spoločnosť. Zabezpečuje výrobu základných potrieb, ktoré každý človek používa v bežnom živote. No zároveň si vyberá svoju daň, ktorú pociťujeme, nielen my v podobe ohrozenia na našich životoch, ale aj životné prostredie, ktorého sme súčasťou.

Postupnosť vyučovacej hodiny:

  • Úvod do vyučovacej hodiny
  • Aktivita 1 – Známe priemyselné havárie sveta
  • Aktivita 2 – Je potrebné predchádzať priemyselným haváriám?
  • Rozhovor

Pripravené aktivity rozvíjajú hlavne prácu v skupinách, spoluprácu, toleranciu žiakov a ich názorov medzi sebou, rozvíjajú komunikačné schopnosti žiakov. Poskytujú aj možnosť práce s textom a rozvoju kritického myslenia, čitateľskej a prírodovednej gramotnosti.

Ako textové učebné pomôcky sú vytvorené dva pracovné listy ku Aktivite 1 a 2 v aplikácii MS Word. Pre Aktivitu 2 sme vytvorili farebné tabuľky na odlíšenie skupín vzhľadom  na použitie metódy ž klobúkov. Zároveň žiaci majú možnosť pracovať s digitálnymi technológiami (počítač, tablet, mobil pripojené na internet), kde vyhľadávajú potrebné informácie na splnenie jednotlivých aktivít, a tým zlepšovať digitálne zručnosti.

Na stiahnutie tu.

Prečo práve uhlík?

Vyučovacia hodina nadväzuje na predstavenie organickej a Zelenej chémie z predchádzajúcej hodiny aktivitou o princípoch Zelenej chémie. Keďže aj Zelená chémia patrí medzi vedecké disciplíny, tak sa riadi určitými pravidlami. Ďalej sa učivo orientuje na postavenie a význam uhlíka v organickej chémii, na organické zlúčeniny a ich všeobecné vlastnosti.

Postupnosť vyučovacej hodiny:

  • Motivačný rozhovor
  • Aktivita – Dvanástoro Zelenej chémie
  • Expozícia učiva

V učebných pomôckach sa nachádza prezentácia vytvorená v aplikácii MS PowerPoint k priebehu celej vyučovacej hodiny, pracovný list ku aktivite a zoznam princípov Zelenej chémie so stručnou charakteristikou v aplikácii MS Word.

Na stiahnutie tu, prezentácia na stiahnutie tu.

(Ne)Obnoviteľné zdroje energie a uhľovodíkov:

V prvej časti vyučovacej hodiny si žiaci spomínajú na poznatky o neobnoviteľných zdrojoch energie a uhľovodíkov – ropa, zemný plyn a uhlie a ich využití v bežnom živote. Druhá časť vyučovacej hodiny sa zaoberá obnoviteľnými zdrojmi energie a uhľovodíkov – biomasa.

Postupnosť vyučovacej hodiny:

  • Aktualizácia učiva
  • Motivačný rozhovor
  • Aktivita – Čo vieš o fosílnych surovinách?
  • Expozícia učiva

Berúc do úvahy radu od učiteľky na vyučovacej hodine sme sa venovali fosílnym palivám ako zdrojom energie a uhľovodíkov v menšej miere. S neobnoviteľnými zdrojmi sa žiaci dostatočne oboznámili už na základnej škole, či v bežnom živote. Ďalšou aktivizačnou metódou brainstormingového charakteru je metóda ABC a pojmové mapovanie, ktorá má zhrňujúci charakter a poskytuje žiakom rozvoj myslenia. Na vyučovacej hodine sú použité grafy koláčového typu v prezentácii (aplikácia MS PowerPoint) k učivu. Žiaci si precvičujú zručnosti čitateľskej a prírodovednej gramotnosti odpovedaním na otázky učiteľa k uvedeným grafom.

Na stiahnutie tu, prezentácia na stiahnutie tu.

Biomasa a jej využitie:

Hlavným cieľom vyučovacej hodiny je dozvedieť sa, čo je biomasa, druhy biomasy a jej zdroje, spôsob spracovania, využitie a dôvody používania biomasy v bežnom živote.  Ďalší dôležitejší cieľ je využiť biomasu ako odrazový mostík pre sprístupňovanie uhľovodíkov v organickej chémii a nie ropu, či zemný plyn. Vyučovacia hodina pokračuje rozdelením organických zlúčenín, na ktorú je možné nadviazať ďalšie časti  učiva organickej chémie na báze princípov Zelenej chémie.

Postupnosť vyučovacej hodiny:

  • Aktualizácia učiva
  • Aktivita – Prečo by sme mali využívať biomasu?
  • Expozícia nového učiva

Pripravená aktivita je založená na kooperácii žiakov s použitím pracovného listu v aplikácii MS Word, ku ktorému je vytvorený kľúč správnych odpovedí. V prvej fáze každý žiak pracuje samostatne s pomocou pripojenia na internet pri vyplňovaní informácii o určenom druhu palív z biomasy. Druhá fáza má frontálnu podobu, kedy sa žiaci vzájomne obohacujú o nadobudnuté poznatky pod dohľadom učiteľa ako moderátora. Expozíciu učiva učiteľ vedie prostredníctvom rozhovoru a kladenia otázok žiakov, pričom používa prezentáciu v aplikácii MS PowerPoint. K vyučovacej hodine patrí metodický materiál pre učiteľa o jednotlivých palivách z biomasy – tuhých, kvapalných a plynných.

Na stiahnutie tu, prezentácia na stiahnutie tu.

(Bio)Plasty:

Laboratórne cvičenie sa venuje zaujímavej problematike v dnešnej spoločnosti – problém s plastovým odpadom a jeho biodegradovateľnou a životnému prostrediu priateľskou  náhradou. Na základe tvorby bioplastu vysvetliť podstatu polymérov, polymerizácie a porovnať priemyselnú výrobu polyetylénu s výrobou na laboratórnom cvičení z viacerých hľadísk.

Postupnosť vyučovacích hodín:

  • Aktivita 1 – Najznámejšie plasty
  • Aktivita 2 – Bolo by možné vyrobiť plast aj z niečoho iného?
  • Žiacke pokusy
  • Opakovanie a expozícia učiva

Žiaci počas laboratórneho cvičenia (2 vyučovacie hodiny) používajú pracovný list, ktorý slúži ako podklad na poznámky k učivu a zároveň ako návod k pokusom. Postupnosť úloh v pracovnom liste prezentuje postupnosť učiva na laboratórnom cvičení. Prvá vyučovacia hodina je zameraná hlavne na problematiku plastov využívaných v bežnom živote – druhy, ich vlastnosti, využitie, doba rozkladu. Na konci vyučovacej hodiny sa žiaci zamýšľajú, či je možné vytvoriť plast aj z iného materiálu, než z ropy. Čo ich navedie k obsahu druhej vyučovacej hodiny, počas ktorej sa v skupinách realizujú žiacke pokusy s cieľom vyrobiť bioplast z rôznych materiálov.

Na stiahnutie tu.

Čo je Zelená chémia? ♠ Princípy Zelenej chémie ♠ Zaujímavé zdroje Zelenej chémie ♠ Ukážky zeleného kurikula ♠ Prepojenie s bežným životom