Badatelsky orientované úlohy pro chemii – bakalářská práce

Teoretická část – badatelsky orientovaná výuka (BOV)

• V této části jsou mimo teorii samotného badatelsky orientovaného vyučování popsány i přínosy a případná rizika BOV.

Spektrofotometr

• Pro úlohu byla vybrána reakce thiokyanatanu s železitými ionty. Úloha byla rozčleněna do 4 částí. První polovinu práce tvoří oddíly A a B, ve kterých studenti badatelským přístupem zkoumají barevné chování roztoku. Dále žáci připravují barevnou škálu vzorků, pomocí níž určují kolorimetricky (pomocí zraku) koncentraci neznámého vzorku.
• Žáky vytvořená barevná škála roztoků je následně využita ve druhé polovině úlohy v částech C a D. Zde mají za úkol určit přesnou koncentraci neznámého roztoku pomocí spektrofotometrie, analýzou pomocí fotografie, případně oběma metodami. Druhá část už je klasický návod k úloze, nikoliv badatelská úloha. Díky oběma přístupům mohou žáci porovnat, který způsob práce je pro ně přínosnější a více obohacující.
• Zadání úlohy a metodický list je součástí práce.

Oxid uhličitý a citronka?

• Nejdříve se v úloze žáci seznámí s teoretickými otázkami, které by je svou podstavou měly navést na správný postup v praktické části. Úvodní otázky dovedou studenty ke zjištění, že při zkoumané reakci mezi kyselinou octovou a jedlou sodou a kyselinou citronovou a jedlou sodou, vzniká plyn (oxid uhličitý). Množství vznikajícího plynu by mělo být možné změřit. K měření je nejpraktičtější využití kuchyňských vah, kdy pozorujeme úbytek hmotnosti při reakci mezi kyselinou octovou a jedlou sodou, a to díky uvolňovanému CO₂.
• Jak již bylo zmíněno dříve tento způsob měření si studenti nejdříve vyzkouší na reakci jedlé sody s octem. Množství octa je jednodušší sledovat pomocí váhy a nikoliv objemu. Získané zkušenosti využijí při úloze s reakcí jedlé sody s kyselinou citronovou. U těchto reaktantů pomocí experimentu zjistí i stechiometrii reakce, která je v tomto případě 3:1. Dalším úkolem je zjistit, zda mají bezvodou kyselinu citronovou, či monohydrát, které se liší molekulovou hmotností. Po ověření stechiometrie lze stanovení množství uvolněného oxidu uhličitého využít ke stanovení koncentrace kyseliny citronové v citronce. Na závěr přichází evaluace vlastní práce a otázky pro zvídavé studenty.
• Zadání úlohy a metodický list je součástí práce.
• Tato úloha byla navíc přidána i do Chemického kroužku pro ZŠ v rámci BIOSKOPu.
• Úloha je obsažena v Databáze chemických pokusů ve verzi bez prvků badatelské výuky.

Jak rychle praskají bubliny?

• Úloha je koncipována tak, že se studenti nejdříve dozví základní informace o bublinách z článku na Wikipedii. Poté je čeká část A, kdy zkoumají proměnné daného experimentu. Zjišťují, na čem všem jsou vlastnosti bublin závislé, co ovlivňuje jejich praskání apod. Zde by si měli uvědomit, že když chtějí studovat závislost jedné veličiny na určitém parametru, měli by zajistit, aby měřenou veličinu neovlivňovaly ve velké míře jiné faktory, které jsou nestálé. Otázky postupně navádí studenty, aby je napadlo co nejvíce faktorů, které mají vliv na experiment. Dále také musí navrhnout postupy, kde dané faktory budou limitovat na minimum. Tedy, aby praskání bublin bylo co nejméně ovlivněno ostatními faktory než těmi, které zkoumáme.
• V části B sestavují studenti vlastní hypotézu, jak mezi sebou závisí životnost bublin a koncentrace detergentu. Následně svoji hypotézu ověřují na jimi navrženém experimentu z části A. Na závěr přichází evaluace vlastní práce a otázky pro zvídavé studenty.
• Tato úloha byla zařazena do výuky předmětu Školní pokusy 2.

Zdroje:

1. SÁBLÍK, Leoš. Badatelsky orientované úlohy pro chemii. Bakalářská práce. Dostupné z: https://is.muni.cz/auth/th/wwur1/.
2. SÁBLÍK, Leoš. Spektrofotometr – pracovní list. Dostupné z: https://is.muni.cz/auth/th/wwur1/bakalarska_prace.pdf
3. SÁBLÍK, Leoš. Spektrofotometr – metodický list. Dostupné z: https://is.muni.cz/auth/th/wwur1/bakalarska_prace.pdf
4. SÁBLÍK, Leoš. Oxid uhličitý a citronka? – pracovní list. Dostupné z: https://is.muni.cz/auth/th/wwur1/bakalarska_prace.pdf
5. SÁBLÍK, Leoš. Oxid uhličitý a citronka? – metodický list. Dostupné z: https://is.muni.cz/auth/th/wwur1/bakalarska_prace.pdf
6. SÁBLÍK, Leoš. Jak rychle praskají bubliny? – pracovní list. Dostupné z: https://is.muni.cz/auth/th/wwur1/bakalarska_prace.pdf
7. SÁBLÍK, Leoš. Jak rychle praskají bubliny? – metodický list. Dostupné z: https://is.muni.cz/auth/th/wwur1/bakalarska_prace.pdf
8. JAROLÍMKOVÁ, Kateřina. Reakce octu s jedlou sodou. Databáze pokusů [online]. 2021. Dostupné z: /do/sci/UChem/um/dchp/pages/pokusy.html?exp=m5gAqTL.
9. SÁBLÍK, Leoš. Ukázka namíchaných roztoků v kyvetách pro analýzu z fotografie. Tento obrázek je publikován pod licencí Creative Commons Uveďte původ-Zachovejte licenci 3.0 Česká republika.
10. SÁBLÍK, Leoš. Ukázka měření úbytku hmotnosti při reakci jedné sody s octem. Tento obrázek je publikován pod licencí Creative Commons Uveďte původ-Zachovejte licenci 3.0 Česká republika.
11. SÁBLÍK, Leoš. Ukázka měření délky života jarové bubliny. Tento obrázek je publikován pod licencí Creative Commons Uveďte původ-Zachovejte licenci 3.0 Česká republika.