SKŁODOWSKA - Kino Klasa · 2020. 12. 23. · Eksperyment – chromatografia Chromatografia to bardzo rozbudowana dziedzina chemii, a dokładniej – me- toda analityczna. Jest wiele

©2019 StudioCanal SAS and Amazon Content Services LLC

1©2019 StudioCanal SAS and Amazon Content Services LLC

MATERIAŁY POMOCNICZE MATERIAŁY POMOCNICZE DLA NAUCZYCIELIDLA NAUCZYCIELI

SKŁODOWSKA

©2019 StudioCanal SAS and Amazon Content Services LLC2


3

Temat: Zaprośmy Marię Skłodowską-Curie

na naszą lekcję chemiiEtap kształcenia:

uczniowie klas VII–VIII szkoły podstawowej

Przedmiot: chemia

Czas trwania: 45–90 min (można go dostosować do potrzeb i możliwości)

Podstawa programowa:

Cele wymienione wśród innych w preambule podstawy programowej kształcenia ogólnego dla szkoły podstawowej

2) wzmacnianie poczucia tożsamości indywidualnej, kulturowej, narodowej, regionalnej i etnicznej;

5) rozwijanie umiejętności krytycznego i logicznego myślenia, rozumowa-nia, argumentowania i wnioskowania;

6) ukazywanie wartości wiedzy jako podstawy do rozwoju umiejętności; 7) rozbudzanie ciekawości poznawczej uczniów oraz motywacji do nauki; 8) wyposażenie uczniów w taki zasób wiadomości oraz kształtowanie takich

umiejętności, które pozwalają w sposób bardziej dojrzały i uporządkowa-ny zrozumieć świat;

9) wspieranie ucznia w rozpoznawaniu własnych predyspozycji i określaniu drogi dalszej edukacji;

wszechstronny rozwój osobowy ucznia przez pogłębianie wiedzy oraz zaspokajanie i rozbudzanie jego naturalnej ciekawości poznawczej.

Podstawa programowa przedmiotu chemia:

Cele kształcenia – wymagania ogólne: III.1, III.2, III.3, III.4 Treści nauczania – wymagania szczegółowe: I.1, I.5, I.6, II.1, II.2, II.4, V.2, V.3

10)

Opracowanie: dr Urszula Koss

SKŁODOWSKARadioactive, reż. M. Satrapi


4

Przede wszystkim treści związane z takimi zagadnieniami jak: substancje i ich wła-ściwości, wewnętrzna budowa materii, woda i roztwory wodne.

Cele szczegółowe:

• rozwijanie umiejętności logicznego myślenia; • rozbudzenie ciekawości poznawczej oraz motywacji do nauki; • wzmacnianie umiejętności planowania i przeprowadzania doświadczeń

chemicznych; • wspieranie umiejętności dyskusji i pracy zespołowej; • zapoznanie ze szkłem i sprzętem laboratoryjnym, układem okresowym

i symbolami niektórych pierwiastków oraz podstawami chemii jądrowej; • wywołanie refleksji na temat realnych zagrożeń wynikających z promie-

niotwórczości i elektrowni jądrowych.

Metody: dyskusja, burza mózgów, doświadczenia chemiczne, użycie komputera i inter-

netu, gry wykreślanka i sudoku

Materiałypomocnicze:

chemiczna wykreślanka „Sprzęt i szkło laboratoryjne”, chemiczne sudoku „Pier-wiastki chemiczne”


5

Naukowiec

Jakie cechy powinien mieć naukowiec? Jakie cechy Marii Skłodowskiej- Curie pomagały jej w pracy naukowej?

Zacznij lekcję od napisania na tablicy dużymi literami słowa „NAUKOWIEC”. Za-pytaj, jakie cechy według uczniów powinien mieć naukowiec. Zadawaj pytania pomocnicze, np.: „Jakie cechy Marii Skłodowskiej-Curie pomagały jej w pracy naukowej? Jak długo może trwać odkrywanie danego zjawiska? Jakie cechy się wtedy przydają?”.

Zapisuj odpowiedzi w postaci wspólnej mapy myśli na tablicy (możesz popro-sić uczniów, żeby sami podchodzili i zapisywali swoje propozycje). Moderuj dyskusję na temat cech naukowca tak, by pojawiły się cztery grupy cech:

1. konsekwencja, upór, cierpliwość, wytrwałość (nie wszystkie badania naukowe są szybkie, z efektem „wow”, czasem na rezultaty trzeba cze-kać dłużej);

2. gotowość i odwaga do przyznania się do błędu i niewiedzy, umiejęt-ność zrobienia kroku w tył, otwarta głowa, gotowość do podważania swoich i cudzych przekonań, krytyczne myślenie, poszukiwanie odpo-wiedzi;

3. umiejętność współpracy (bez wsparcia choćby jednej osoby trudno do-konać wielkich rzeczy; Piotr udostępnił Marii laboratorium i był dla niej inspirującym dyskutantem; w ostatnich scenach w laboratorium Marii pracowało już więcej współpracowników);

4. umiejętność wzięcia odpowiedzialności za swoje badania, odkrycia i ich konsekwencje (promieniotwórczość – bomba jądrowa, kremy pro-mieniotwórcze; odkrycie dynamitu przez Alfreda Nobla).

Nawiązuj w dyskusji do postawy Marii Skłodowskiej-Curie jako naukowczyni, ale też zwróć uwagę na to, że omawiany zestaw cech jest uniwersalny i przy-datny niemal w każdym zawodzie i w życiu – bez bycia odpowiedzialnym, chętnym do współpracy, wytrwałym i gotowym do dyskusji trudno o dobre relacje z bliskimi i sukces zawodowy. Aby wywołać tę dyskusję, możesz zapytać uczniów: „Czy znacie inne zawody, w których przydają się cechy wypisane na tablicy?”. Zapewne padnie dużo propozycji zawodów, aż w końcu ktoś powie, że cechy te przydają się wszędzie. Podsumuj więc, że warto pamiętać o tym, by pielęgnować w sobie cierpliwość, wytrwałość, krytyczne myślenie i umie-jętność współpracy.

PRZEBIEG ZAJĘĆ



6

1. Sprzęt i szkło laboratoryjne stosowane przez chemików i innych naukowców

W filmie w scenach w laboratorium można było zobaczyć dużo sprzętu i szkła laboratoryjnego. Jak nazywają się poszczególne elementy wyposa-żenia pracowni chemicznej?

Chemiczna wykreślankaRozdaj uczniom egzemplarze chemicznej wykreślanki (załącznik 1) do zrobie-nia na lekcji. Hasła do wykreślenia to nazwy sprzętu i szkła laboratoryjnego:

• menzurka• cylinder• lejek• kolba• zlewka• bagietka• palnik

• łapa• statyw• szalka• pipeta• probówka• tryskawka• wyciąg

Po wykreśleniu powyższych wyrazów zostaną litery będące odpowiedzią na pytanie.

Pytanie: Co odkryła Maria Skłodowska-Curie?Odpowiedź: DWA PIERWIASTKI

Wykreślanka wygenerowana dzięki stronie:https://progmar.net.pl/szkola/panel-nauczyciela/narzedzia/generator-wy-kreslanek

Otrzymane hasło wprowadza płynnie w kolejną część lekcji. Zanim jednak do niej przejdziesz, omów z klasą nazwy sprzętu i szkła laboratoryjnego, które pojawiły się w wykreślance. Jeśli dysponujesz dobrze zaopatrzonym laborato-rium chemicznym, pokaż uczniom poszczególne elementy. Mogą odgadywać, który sprzęt jak się nazywa. Jeżeli nie masz dostępu do szkła i sprzętu, narysuj na tablicy kształt poszczególnych elementów. Zapytaj uczestników, czy mają pomysł, do czego może służyć dany przedmiot. Przykład – załącznik 2.

Rysunki, nazwy oraz zastosowanie szkła i sprzętu można znaleźć np. na stronie:http://www.chemmix.edu.pl/artnet/index.php?s1=02&s2=001&s3=001

2. Pierwiastki jako budulce materii w układance doskonałej, jaką jest układ okresowy

Pierwiastki to rodzaj materii, z której składa się nasz świat. W układzie okre-sowym można znaleźć 118 pierwiastków. Od kiedy ludzkość zna poszcze-gólne pierwiastki? Kto je wymyślił, jak powinny być umieszczone w układzie okresowym o akurat takim kształcie? Czy naukowcy odkryją w przyszłości nowe pierwiastki?

Zapytaj uczniów, czy wiedzą, kto wymyślił kształt układu okresowego. Zrobił to w 1869 r. Dmitrij Mendelejew. Ułożył on znane wówczas pierwiastki w grupy i okresy. Pozostawił jednak kilka luk, przewidując istnienie pierwiastków, któ-re dopiero miały zostać odkryte. Przez kolejne lata naukowcy systematycznie uzupełniali układ okresowy.


7

Za pomocą rzutnika pokaż klasie dynamiczny układ okresowy na stronie:https://www.ptable.com/?lang=pl#Property/Discovered

Zapytaj, czy uczniowie mają pomysł, które pierwiastki zostały odkryte jako pierwsze i w którym roku to się wydarzyło. Typy klasy zapisuj na tablicy. Na-stępnie wejdź do zakładki „Właściwości”, zaznacz kółeczkiem „Odkryty” i ustaw suwak (znajduje się on na górze po prawej stronie) na pozycji najbardziej po lewej stronie (rok 1730). Zaznaczone pierwiastki to te, które były znane w da-nym roku.

Teraz zapytaj, w którym roku Maria Skłodowska-Curie odkryła rad i polon. Odpowiedzi zapisuj na tablicy. Sprawdź razem z uczniami, który to był rok, przesuwając suwak i obserwując pojawienie się Po i Ra w dynamicznym ukła-dzie okresowym (uczona odkryła te dwa pierwiastki w 1898 r., w naszym układzie pojawiają się więc w roku 1899). Prześledź wspólnie z klasą, w jakiej kolejności odkrywane były pozostałe pierwiastki.

Jak wspomniano wcześniej, tylko część pierwiastków występuje naturalnie w przyrodzie. Pierwiastki o większej masie (znajdujące się w dolnej części ukła-du okresowego) to pierwiastki stworzone przez człowieka w laboratorium. Pierwiastki te są wysoce niestabilne, co oznacza, że ich atomy same się roz-padają. Niektóre bardzo szybko, np. czas połowicznego rozpadu oganessonu (ostatniego pierwiastka w układzie okresowym) to 1 milisekunda. Zatem stwo-rzenie nowych pierwiastków jest bardzo trudne, ale nie niemożliwe.

Zachęć uczniów, by samodzielnie w domu prześledzili możliwości dynamicz-nego układu okresowego. Instrukcja korzystania z niego znajduje się tutaj:https://www.youtube.com/watch?v=EX56SP-lTHc&hd=1

Chemiczne sudokuJeśli dysponujesz większą ilością czasu, rozdaj uczniom plansze do gry w sudo-ku (załącznik 3). Zamiast cyfr znajdą w nich symbole dziewięciu pierwiastków. Możesz też rozdać uczestnikom sudoku do domu.

Źródło plansz sudoku:sitpchem.org.pl/wp-content/uploads/2017/03/Chemik-Light-5-ilovepdf-com-pressed.pdf

3. Pierwiastki występują we wszechświecie samodzielnie, jako związki chemiczne oraz jako mieszaniny

Ludzkość potrzebuje najczęściej czystych substancji, a te występują głów-nie w postaci mieszanin. Na przykład Maria wyodrębniała rad z rudy ura-nowej. W celu rozdzielania mieszanin stosuje się różne metody rozdziału. Maria wykorzystywała m.in. metodę destylacji. Na czym polegają metody rozdziału mieszanin?

Podziel uczniów na tyle grup, aby w jednej znajdowało się ok. pięciu osób (np. pięć grup po pięć osób). Napisz na karteczkach samoprzylepnych nazwy: kolba, probówka, pipeta, lejek, zlewka, i przyklej po jednej karteczce uczestni-kom na plecach. Uczniowie mają za zadanie odnaleźć osoby z taką samą kar-teczką jak ich kartka (oczywiście treści swojej nie znają), ale nie mogą porozu-miewać się ze sobą słowami. To zadanie świetnie uczy współpracy.


8

Uczniowie przeprowadzą w grupach eksperyment polegający na rozdzieleniu mieszanin:1. destylacja (spirytus + atrament) – potrzebne materiały: dwie probówki,

spinacze do bielizny, plastelina, słomka, świeczka, zapalniczka/zapałki, spi-rytus/denaturat, atrament, kubek, pipeta;

2. chromatografia (do wyboru jedna z dwóch wersji):• sok z natki pietruszki – potrzebne materiały: natka pietruszki (lub inna

zielenina), moździerz, łyżeczka lub pipeta, bibuła (np. kawałek filtra do kawy), kubek/szklanka, taśma klejąca, ołówek lub dowolny przedmiot o kształcie patyka, ręczniki jednorazowe;

• tusz z flamastra – potrzebne materiały: czarny lub brązowy flamaster, marker, bibuła (np. kawałek filtra do kawy), kubek/szklanka, taśma kleją-ca, ołówek lub dowolny przedmiot o kształcie patyka, woda i opcjonal-nie: ocet, aceton, spirytus, ręczniki jednorazowe.

Samodzielnie zdecyduj, czy uczniowie wykonają jeden eksperyment, czy dwa (w zależności od ich zaangażowania i możliwości czasowych).

Rozdaj uczestnikom sprzęt potrzebny do wykonania wybranego eksperymen-tu i wyjaśnij, co mają zrobić. Zwróć uwagę na BHP. Poproś uczniów o zachowa-nie ostrożności przy korzystaniu z płomienia oraz przy pracy z rozpuszczalni-kami (w tym o niewdychanie oparów).

Eksperyment – destylacjaDestylacja to metoda rozdziału cieczy o różnych temperaturach wrzenia. Ma-ria Skłodowska-Curie wykorzystywała destylację do rozdzielenia rudy urano-wej. Uczniowie przeprowadzą proces destylacji w małej skali. Najpierw poproś o przygotowanie mieszaniny spirytusu i atramentu oraz wkroplenie za pomo-cą pipety odrobiny mieszaniny do probówki, a następnie – o zbudowanie ukła-du przedstawionego w załączniku 4.

Ponieważ atrament i spirytus mają różne temperatury wrzenia, możliwe jest ich rozdzielenie. W miarę ogrzewania mieszaniny osiągamy temperaturę wrzenia spirytusu, którego pary przelatują do słomki. Następnie pary te pod wpływem zimnego powietrza otaczającego słomkę zamieniają się w ciecz (zachodzi skrap- lanie), dlatego w drugiej probówce pojawiają się krople czystego spirytusu.

Eksperyment – chromatografiaChromatografia to bardzo rozbudowana dziedzina chemii, a dokładniej – metoda analityczna. Jest wiele rodzajów chromatografii. Uczniowie będą się zajmować chromatografią bibułową. To metoda rozdzielania mieszaniny na składniki. Rozdzielanie odbywa się na bibule. W załączniku 5 widać trzy chro-matografy, czyli paski bibuły z rozdzielonymi mieszaninami. Pierwsze dwa to rozdzielony sok z natki pietruszki (rozdzielone zostały: chlorofil a, chlorofil b oraz żółty karotenoid). Ostatni pasek bibuły to brązowy tusz z flamastra.

Metodę chromatografii bibułowej można wykorzystać do rozdzielenia barwni- ków liści, np. natki pietruszki. W tym celu poproś dzieci o utarcie liści w moź-dzierzu z kroplą spirytusu/denaturatu. Kiedy pojawi się sok (im bardziej za-gęszczony, tym lepiej), należy pobrać kroplę, umieścić ją na bibule i ze spirytu-sem jako eluentem przeprowadzić rozdzielenie metodą chromatografii (jak na rysunku z rozdzielaniem tuszu flamastra). Na bibule powinny się pojawić dwa kolory zielone i jeden żółty. To chlorofile a i b oraz karotenoid.


9

Więcej na ten temat i o samym eksperymencie przeczytasz tutaj:http://adda.com.pl/?p=670http://www.chemia-pwsz.sanok.pl/cwiczenia_ogolna/cwiczenia12.pdf

Okazuje się, że tusz flamastra również jest mieszaniną i da się go rozdzielić na składniki. Do tego także można wykorzystać metodę chromatografii bibułowej (rysunek z załącznika 6).

W miarę gdy bibuła zaczyna nasiąkać eluentem (roztworem, który znajduje się w kubku), tusz z flamastra przemieszcza się do góry. Okazuje się, że tusz składa się z kilku barwników, z których każdy ma nieco inne właściwości: inny rozmiar i budowę cząsteczek oraz inną szybkość pełznięcia po bibule. Dlatego możemy obserwować rozdzielenie tuszu na składniki – poszczególne barwni-ki dochodzą na różną wysokość. Tę metodę dobrze obrazuje metafora: grupa dzieci w różnym wieku i o zróżnicowanej sprawności fizycznej chce wejść na górę. Każde z nich będzie szło w odmiennym tempie, więc dojdzie na inną wy-sokość.

Jeśli dysponujesz większą ilością czasu, rozwiń to doświadczenie, by stało się prawdziwym eksperymentem. Poproś uczniów, aby każdy przeprowadził swo-je badania. Należy wybrać kilka kolorów flamastra (zaznaczamy, żeby wybrać ciemne kolory, np. czarny, brązowy, fioletowy, bo jasne mogą się nie rozdzielić) i sprawdzić w kubkach z różnymi eluentami, który rozpuszczalnik najlepiej roz-dziela dany kolor. Użyj wody, spirytusu/denaturatu, octu, acetonu itp. Niech uczniowie położą na ręcznikach papierowych otrzymane paski bibuły z roz-dzielonymi kolorami. Poproś, by sami wytypowali, który rozpuszczalnik jest najlepszy do którego koloru – przy którym otrzymają najbardziej odseparowa-ne kolory. Koniecznie niech sprawdzą marker permanentny. Można wyciągnąć wniosek, że jest on wodoodporny (ani drgnie z wodą), ale dobrze rozwija się z innymi rozpuszczalnikami. Wyschnięte kawałki bibuły niech uczestnicy wkle-ją do zeszytu i podpiszą, jaki to był kolor flamastra i jakiego rozpuszczalnika użyli.

4. Promieniotwórczość – czym jest?

Na czym polega radioaktywność/promieniotwórczość? Jakie są rodzaje promieniowania? Czy powinniśmy się bać radioaktywności?

Zapytaj uczniów, czy wiedzą, czym jest radioaktywność/promieniotwórczość. Radioaktywność (inaczej promieniotwórczość) to zdolność atomów (a dokład-niej ich jąder) do rozpadu promieniotwórczego, który najczęściej jest związany z emisją cząstek alfa, cząstek beta oraz promieniowania gamma.

Czym są więc poszczególne rodzaje promieniowania?• Promieniowanie alfa (α) – promieniowanie będące strumieniem cząs-

tek α (jąder helu); ma niewielki zasięg (zatrzymuje je cienka warstwa po-wietrza lub kartka); wykorzystywane jest w czujnikach dymu.

• Promieniowanie beta (β) – przenikliwe promieniowanie będące strumie-niem elektronów (β–) lub pozytonów (β+) poruszających się z prędkością bliską prędkości światła; zatrzyma je dopiero warstwa aluminium; wyko-rzystywane w przemyśle, np. do wyznaczania grubości papieru czy blachy, oraz do badań nad nowymi lekami.

• Promieniowanie gamma (γ) – promieniowanie elektromagnetyczne (czyli takie jak światło), ale o bardzo wysokiej energii, stanowiące strumień fo-


10

tonów; bardzo przenikliwe, zatrzyma je dopiero grubsza warstwa ołowiu; stosowane w nauce i wielu gałęziach przemysłu, m.in. w medycynie – do sterylizacji narzędzi oraz leczenia nowotworów.

W załączniku 7 znajdziemy rysunek ilustrujący przenikliwość promieniowania jądrowego.

Źródło obrazu:https://pl.wikipedia.org/wiki/Promieniowanie_jonizuj%C4%85ce

Czy powinniśmy się bać promieniotwórczości?Zespół objawów powstałych na skutek wysokiej dawki promieniowania na-zywa się chorobą popromienną. Czy jest ona groźna? Jak zawsze – wszystko zależy od dawki. Rzadko myślimy o tym, że każdy z nas na co dzień jest na-rażony na dawkę promieniowania. Pochodzi ono z kosmosu (osoby latające samolotem narażone są na większe dawki promieniowania kosmicznego), ale substancje promieniotwórcze znajdują się też w środowisku naturalnym ziemi. W naszym organizmie obecny jest promieniotwórczy potas K-40, któ-ry pobieramy z produktami spożywczymi, a jego obecność z pewnością nam nie szkodzi. Co więcej: niewielka dawka promieniowania działa na człowieka pozytywnie! Na stronie https://www.medonet.pl/zdrowie/zdrowie-dla-kaz-dego,wplyw-niskich-dawek-promieniowania-na-organizm,artykul,1641714.html można przeczytać: „Zauważono jednak, że na terenach skażonych po ka-tastrofie w Czarnobylu roślinność jest bardziej bujna, a liczba zwierząt wcale nie mniejsza niż gdzie indziej. Radiobiologów to nie dziwi. Naukowcy zaobser-wowali, że wśród ok. 80 tys. Japończyków, którzy przeżyli wybuchy jądrowe w Hiroszimie i Nagasaki i pochłonęli dawki promieniowania nieprzekraczające 0,1 greja (grej jest jednostką pochłoniętej energii = 1 dżul/kg), zachorowalność na raka wcale nie jest większa, a w przypadku niektórych nowotworów nawet mniejsza niż u osób nienapromieniowanych”.

Czy zatem powinniśmy się bać promieniotwórczości i reaktorów jądro-wych?Cytując dalej źródło: „[…] nie powinniśmy się bać elektrowni jądrowych. Dawki promieniowania, których są one źródłem, są dla mieszkańców sąsiadujących okolic o kilka rzędów wielkości mniejsze od tych, które pochodzą od promie-niowania naturalnego – dodaje. Jego zdaniem, to wciąż najbezpieczniejsze dla środowiska i atmosfery, a także najbardziej wydajne źródło energii. – Także skutki katastrofalnego trzęsienia ziemi i fali tsunami w Japonii przemawiają za energetyką jądrową. Mimo niezwykłej siły kataklizmu, czego nie przewidzieli konstruktorzy elektrowni Fukushima I, żaden z reaktorów tej i innych elektrow-ni nie został uszkodzony. Wystąpiła jedynie awaria zewnętrznych systemów za-silania i chłodzenia, co doprowadziło do uwolnienia i wybuchu wodoru. Nauka i technika wyciągnie niewątpliwie wnioski z tej awarii i nowe elektrownie będą jeszcze bezpieczniejsze – mówi profesor” (prof. Marek K. Janiak, kierownik Za-kładu Radiobiologii i Ochrony Radiologicznej Wojskowego Instytutu Higieny i Epidemiologii w Warszawie).


11

5. Podsumowanie i zakończenie

Wręcz pierwszemu uczniowi probówkę. Powiedz, że osoba, która trzyma pro-bówkę, ma prawo głosu. Uczestnicy będą przekazywać ją sobie kolejno, więc każdy będzie miał okazję się wypowiedzieć. A pytanie brzmi: co ci się w dzisiej-szej lekcji najbardziej podobało?

Gdy wszyscy uczniowie się wypowiedzą, podziękuj im za uczestnictwo w lek-cji. Rozdaj materiały, których nie zdążyliście zrobić, i zachęć do samodzielnego eksplorowania dynamicznego układu okresowego w domu.



12


13

T C D L P A L N I K

R Y M E N Z U R K A

Y L P J W A P I E Ł

S I R E S Z A L K A

K N O K O L B A R P

A D B A G I E T K A

W E Ó Z L E W K A W

K R W I S T A T Y W

A A K P I P E T A S

T K A W Y C I Ą G I

SKŁODOWSKAZałącznik 1

Chemiczna wykreślanka

Wykreśl nazwy sprzętu i szkła laboratoryjnego. Litery które, nie zostaną wykreślone, utworzą hasło będące odpowiedzią na pytanie: Co odkryła Maria Skłodowska-Curie?

Wykreślanka wygenerowana dzięki stronie:https://progmar.net.pl/szkola/panel-nauczyciela/narzedzia/generator-wykreslanek

Radioactive, reż. M. Satrapi


14

Załącznik 2

Szkło laboratoryjne

Rysunek Nazwa Do czego służy

cylinder miarowy(dawniej menzurka)

odmierzaniedokładnych

objętości(głównie cieczy)


15


16

Załącznik 3

Chemiczne sudokuPierwiastki chemiczne

Rozwiąż chemiczne sudoku. W każdym kwadracie, w każdej linii pionowej i w każdej linii poziomej znaj-dować się musi dziewięć pierwiastków: hel, cynk, magnez, siarka, potas, tlen, złoto, żelazo, brom. Zapisane są one jednak za pomocą symboli chemicznych. Aby odnaleźć symbole poszczególnych pier-wiastków, skorzystaj z układu okresowego.

He Zn 02

Mg S K Fe

S Zn

Zn Mg He

S Br2 Zn Au

Au Br2

Fe Zn 02

Fe Au

Mg He S


17

O2 K

Fe Zn

K Zn Mg

S He Au

K S Fe

Au Fe O2 Mg K

Mg Au

He Zn Mg Au

O2 S

Dla dociekliwych: korzystając z różnych źródeł, odpowiedz na pytanie: dlaczego przy symbolach dwóch pierwiastków O, i Br, znajduje się w dolnym indeksie cyfra 2?

Źródło plansz sudoku:sitpchem.org.pl/wp-content/uploads/2017/03/Chemik-Light-5-ilovepdf-compressed.pdf


18

Załącznik 4

Eksperyment – destylacja

probówka połączona ze słomką(szczelnie zatkana plasteliną)

drewniana łapa do probówki(trzymana przez ucznia)

świeczka

rozdzielanamieszanina

atramentu i spirytusu

spinacz do bielizny(w razie potrzeby

użyć dwóchlub poprosić ucznia

o potrzymanie)

probówka


19

świeczka

rozdzielanamieszanina

atramentu i spirytusu

Załącznik 5

Eksperyment –chromatografia


20

Załącznik 5

Eksperyment – chromatografia bibułowa

bibuła przymocowana taśmą klejącą

do ołówka leżącego na krawędzi kubka

niewielka ilość eluentu(roztworu np. wody,

spirytusu, octu)

kropla tuszuflamastra

(namalowana w takiej odległości od krawędzi,by po zanurzeniu kawałka bibułysama kropka nie była zanurzona)


21

bibuła przymocowana taśmą klejącą

do ołówka leżącego na krawędzi kubka

Załącznik 6

Przenikliwość promieniowania jądrowego

Źródło rysunkuhttps://pl.wikipedia.org/wiki/Promieniowanie_jonizuj%C4%85ce#/media/Plik:Alfa_beta_gamma_radia-tion_penetration_polish.svg

papier aluminium ołów



22


23

SKŁODOWSKA

Temat: „Niczego w życiu nie należy się bać, należy to

tylko zrozumieć”Etap kształcenia:

licealiści

Przedmiot: fizyka

Czas trwania: 90 min

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy Cele kształcenia: I, IV Treści nauczania: I.2, I.7, I.15, I.16, I.17, XI.1, XI.2, XI.3, XI.4, XI.5, XI.7, XI.8

Zakres rozszerzony Cele kształcenia: I, IV Treści nauczania: I.2, I.7, I.15, I.16, I.17, I.18, I.19, I.20, XII.5, XII.6, XII.9, XII.10, XII.12, XII.13, XII.14

Przede wszystkim treści związane z fizyką jądrową: budowa i przemiany jądra atomowego, własności i zastosowania promieniowania jonizującego

Cele szczegółowe:

• zrozumienie własności promieniowania jonizującego;• poznanie tła historycznego epoki, w której dokonała się rewolucja w fizyce;• zapoznanie się z zastosowaniami odkryć fizyki jądrowej;• pokazanie nauki jako procesu, w tym refleksja nad postacią naukowca.

Opracowanie: Dariusz Aksamit

Radioactive, reż. M. Satrapi


24

Metody: rozwiązywanie zagadek, dyskusja na forum, praca manualna z osią czasu, po-

rządkowanie rozsypanek, interakcje z multimediami, praca z tekstem, praca grupowa

Materiałypomocnicze:

komputer z dostępem do internetu i projektor, narzędzia interaktywne uła-twiające zrozumienie własności izotopów, załączniki:

• Załącznik 1. Wybór kadrów z filmu do ćwiczenia „Własności promieniowania” oraz załącznik 1a z proponowanymi sformułowaniami

• Załącznik 2. Grafika do zagadki „Co jest w blendzie?” oraz załącznik 2a z rozwiązaniem

• Załącznik 3. Interaktywny układ okresowy• Załącznik 4. Treść do stworzenia osi czasu• Załącznik 5. Materiały do ćwiczenia „Zastosowania promieniowania joni-

zującego”• Załącznik 6. Materiały do ćwiczenia „Naukowiec, czyli kto?”


25


PRZEBIEG ZAJĘĆ

1. Rozpocznij dyskusją na forum na temat wrażeń z filmu. Poproś o podniesienie rąk osoby, które uważają, że przed projekcją znały postać Skło-dowskiej i jej osiągnięcia. Następnie poproś o podniesienie rąk tych, któ-rzy sądzą, że dzięki projekcji wiedzą dużo więcej. Dopytaj, co najbardziej zaskoczyło uczniów, co ich poruszyło lub co było dla nich zupełnie nowe.

2. Po krótkiej dyskusji zaznacz, że dziś w podręcznikach mamy wprost poda-ną wiedzę, która w tamtych czasach dopiero się tworzyła – promieniowa-nie jonizujące było zupełnie nowym i fascynującym zjawiskiem. Zachęć do próby wcielenia się w naukowców z początku XX w., do przeprowadze-nia obserwacji i wyciągnięcia z nich wniosków. W tym celu:

• Podziel klasę na pięć grup, a każdej daj po jednym rysunku z załączni-ka 1 (oczywiście przy większej liczbie uczniów kilka grup może dostać ten sam rysunek, a przy mniejszej mogą dostać po dwa).

• Poleć grupom sformułować w wewnątrzgrupowej dyskusji związane z kadrem obserwacje, a następnie płynące z nich wnioski.

• Wyświetlaj rysunki na projektorze i zapraszaj przedstawicieli ade-kwatnych grup do zaprezentowania wyników ich pracy.

• Ewentualnie skomentuj wystąpienie, wspierając się proponowanymi sformułowaniami wniosków i obserwacji z załącznika 1a, po czym zaproś kolejną grupę do prezentacji.

3. Pochwal uczniów za wprawę w rozwiązywaniu zagadek. Zaznacz, że teraz czas na dużo trudniejszą zagadkę, bo wartą aż Nagrody Nobla. Przedstaw sekwencję trzech zdarzeń z załącznika 2: (1) pomiar promieniotwórczo-ści całości próbki blendy uranowej, (2) ekstrakcja promieniotwórczego fragmentu próbki, czyli uranu, (3) pomiar promieniotwórczości wyekstra-howanego fragmentu. Zaznacz logiczną niezgodność wyników pomia-rów 1 i 3. Spytaj uczniów, jak wyjaśnić ten niespodziewany „błąd”. Jeśli rozwiązanie zagadki sprawia problem, można posłużyć się prezentacją z załącznika 2a, zawierającą wyjaśnienie.

4. Pogratuluj uczniom rozwiązania zagadki, zaznacz, że to, co 100 lat temu było warte Nagrody Nobla, dziś jest obowiązkową wiedzą szkolną. Przejdź


26

w ten sposób do dyskusji o tym, jak czasy się zmieniają i jak bardzo rozwija się nasza wiedza o świecie. Zapytaj uczestników, jak myślą: ile dziś znamy pierwiastków, a ile znaliśmy 50, 100, 150, 200 lat temu? Porównaj ich prze-czucia z faktami – zaprezentuj na projektorze stronę https://www.ptable.com/?lang=pl#Property/Discovered, poruszaj suwakiem daty, pokazując, kiedy odkrywano poszczególne pierwiastki. Jeśli nie ma możliwości sko-rzystania z projektora i internetu, możesz zaprezentować obrazy z załącz-nika 3, pokazujące wygląd układu okresowego w momencie odkrycia uranu oraz w chwili odkrycia radu.

5. Podkreśl, że nowe odkrycia naukowe bazują na gromadzonej wcześniej wiedzy. Zapytaj retorycznie, jaki był ogląd świata i zasób wiedzy w czasach Skłodowskiej. Aby odpowiedzieć na to pytanie, a także odmalować tło hi-storyczne i naukowe tych odkryć oraz ich współczesne konsekwencje, po-proś uczniów o stworzenie osi czasu. W tym celu:

• Z załącznika 4 wytnij poziome paski, zawierające datę i opis wydarze-nia. Rozdaj je losowo uczniom.

• Narysuj na tablicy oś czasu rozpoczynającą się w 1867 r., a kończącą się w 1995 r. (zamiast tablicy można użyć papieru z flipcharta lub wy-konać oś na tablicy korkowej i rozdać uczniom adekwatne przybory, jak markery, post-ity lub pinezki).

• Poproś uczniów o przyczepianie karteczek w odpowiednim miejscu w czasie oraz typie wydarzenia, np. opisy związane z życiem prywat-nym Marii pod osią, a wydarzenia niezwiązane z nią nad osią.

• W zależności od liczby osób i możliwości czasowych zadanie można modyfikować, np. nie podać dat wydarzeń, rozdać kartki z opisem jako pracę domową, zostawić przyczepienie ich w odpowiednim miejscu na następną lekcję. Warto rozważyć jako zadanie domowe znalezienie ilustracji, która zostanie przylepiona do osi wraz z opisem.

6. Komentując otrzymaną oś, podkreśl, że z odkryć Skłodowskiej korzystamy do dziś, a sama wiedza związana z fizyką jądrową i fizyką promieniowania jonizującego jest powszechnie stosowana w medycynie i przemyśle. Aby to uporządkować:

• Niech uczestnicy pomyślą, z jakimi zastosowaniami mogli się spotkać lub o jakich słyszeli. W tym czasie narysuj na tablicy tabelę z nagłów-kami jak w załączniku 5. Poproś uczniów, aby na bazie swojej dotych-czasowej wiedzy lub informacji, które uzyskali, uzupełniając oś czasu, wpisywali na ochotnika odpowiednie informacje w pola tabeli. Uzu-pełnij ewentualne brakujące pola, jak w sugestiach w załączniku.

• Podkreśl, że omówienie wszystkich zastosowań wymagałoby wielu lat, skupimy się więc na jednym z tematów poruszonych w filmie – radioterapii onkologicznej. W tym celu zaprezentuj faktyczne zdjęcie tamtego wydarzenia (również w załączniku 5). Następnie odtwórz na projektorze film na temat współczesnej radioterapii, dostępny pod adresem: https://www.youtube.com/watch?v=jxxvIGNs8dE.

7. Zwróć uwagę, że w filmie dużo uwagi poświęcono prywatnemu życiu Ma-rii. Podkreśl, że bycie naukowcem nie jest łatwe i wymaga pewnych szcze-gólnych cech charakteru, a sama nauka to proces społeczny, w który jest zaangażowanych wielu ludzi, często wraz ze swoimi uprzedzeniami.


27

Przedstaw uczniom cztery poniższe pytania:• Jakie postawy pomagają, a jakie przeszkadzają w byciu naukowcem?• Do jakiego stopnia naukowiec jest odpowiedzialny za konsekwencje

swoich odkryć?• Czy odkrycia można i należy patentować?• Jakie warunki muszą zostać spełnione dla rozwoju naukowego?

8. Następnie przeprowadź głosowanie na temat tego, który z tych tematów uczniowie chcą zgłębić. Rozdaj im odpowiednie do niego materiały za-warte w załączniku 6.



28


29


Załącznik 1

Wybór rysunków inspirowanych kadrami z filmu

do ćwiczenia „Własności promieniowania”

blenda uranowa


30

zaczerniona klisza


31

świecący rad


32

rana na ręce Piotra


33

elektrometr Piotra


34

Załącznik 1a

Proponowane sformułowania obserwacji i wniosków (pomoc dla nauczyciela)

obserwacja wniosek rysunek

Z czterech ton blendy smoli-stej uzyskano

miligramy/gra-my radu.

Rad w rudzie znajduje się w śladowych ilo-

ściach – ale dzięki temu, że emituje promienio-

wanie, można go wykryć nawet w minimalnych, nie dających się zważyć ilościach. Tak narodziła

się radiochemia.

Rad i uran za-czerniają klisze rentgenowskie,

nawet jeśli są za metalowymi

osłonami.

Emitowane promie-niowanie jest bardzo

przenikliwe.Promieniowanie może

wywoływać reakcje chemiczne.

Czysty rad świe-ci (wykazuje

fluorescencję). Mowa jest także o emisji ciepła.

Rad emituje energię – coś musi być jej źró-dłem! To przemiany

jądrowe. Podczas prze-miany jednego jądra

w drugie dochodzi do zamiany części masy na

energię, E = mc2. Może to być źródło

energii – energetyka jądrowa.


35

Na ręcePiotra pojawiła się rana po tym,

jak trzymał przy niej źródło.

Promieniowanie joni-zujące oddziałuje na układy biologiczne –

powoduje poparzenia.Promieniowanie może niszczyć tkanki, także

nowotworowe – radioterapia.

Substancje radioaktywne

jonizują powie-trze dookoła

siebie – można mierzyć ich

aktywność elek-trometrem.

Emitowane promienio-wanie ma związek z ła-

dunkami elektrycznymi.

Komentarz: przed drugim Noblem Ernest

Rutherford podzielił promieniowanie na alfa,

beta i gamma.


36

Załącznik 2

Grafika do zagadki „Co jest w blendzie?”

Mamy pierwotną ilość substancji.

Jest to x kilogramów blendy, zawierającej

y gramów uranu. Mierzymy aktywność

tej masy i otrzymujemy wynik z.

Ekstrahujemy z blendy czysty uran.

Mamy y gramów czy-stego uranu. Mierzymy jego aktywność – i NIE

otrzymujemy z, ale mniejszą wartość.


37

Załącznik 2a

Przykładowa prezentacja zawierająca obrazowe wyjaśnienie wyników

atomy uranu

atomy uranu

Wynik pomiaru „A” Wynik pomiaru „B”


38

atomy uranu

atomy uranu

atomyINNEGO

pierwiastkaemitującego

promieniowanie



A > B

A > B


39

Załącznik 3

Interaktywny układ okresowyPod poniższym adresem znajduje się dynamiczny układ okresowy (można w nim suwakiem zmieniać datę i prezentować, w którym roku znano poszczególne pierwiastki):https://www.ptable.com/?lang=pl#Property/Discovered

Nauczyciel może zaprezentować na projektorze wygląd układu okresowego tuż przed odkryciami Skłodowskiej (1896).

Dla porównania: uran został odkryty w 1798 r. (wtedy oczywiście nie było jeszcze tej tablicy!).


40

Załącznik 4

Treść do stworzenia osi czasu

Rok Życie prywatne Wydarzenia naukowe Zastosowania promieniowania W filmie?

1867 narodziny nie

1869

Dmitrij Mendelejew prezentuje pierwszy układ okresowy (90 pierwiast-ków).

nie

1886 Eugen Goldstein odkrywa istnienie protonu. nie

1891Maria zostaje pierwszą stu-dentką w historii Sorbony (fizyka i chemia).

nie

1893Maria kończy studia fizycz-ne (badania magnetyzmu stali).

nie

1895 ślub z Piotrem Curie tak

1895 Wilhelm Röntgen odkrywa promieniowanie X. nie

1986pierwsze użycia promie-niowania X do diagnostyki i terapii

nie

1896Henri Becquerel odkrywa przypadkowo promienio-wanie uranu.

1897 J.J. Thomson odkrywa istnienie elektronu.

1897 narodziny Ireny tak

1898 lipiec – odkrycie polonu, grudzień – odkrycie radu tak

1901 Henri-Alexandre Danlos stosuje rad do curieterapii. tak

1903 Maria jako pierwsza kobie-ta broni doktoratu z fizyki. nie

1903 Nagroda Nobla z fizyki dla Marii tak

1904 narodziny Ewy tak

1906 śmierć Piotra tak


41


1906Maria zostaje pierwszą kobietą na stanowisku profesora na Sorbonie.

tak

1907Ernest Rutherford ekspery-mentalnie dowodzi istnie-nia jądra atomowego.

1911 Nagroda Nobla z chemii dla Marii tak

1914–1918

Maria organizuje przenoś- ne stacje radiologiczne i szkoli personel.

tak

1921

wyprawa do USA w celu zdobycia funduszy na badania, w tym wizyta w Białym Domu u prezy-denta Warrena Hardinga

nie

1925

wizyta w Warszawie i inau-guracja budowy Instytutu Radowego (dziś Centrum Onkologii – Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie)

nie

1927 Piąty Kongres Solvaya tak

1928XRF – wykorzystanie flu-orescencji rentgenowskiej do analizy składu próbek

nie

1929

druga wyprawa do USA w celu zdobycia funduszy dla Instytutu Radowego w Warszawie

nie

1932 James Chadwick odkrywa istnienie neutronu. nie

1932otwarcie Instytutu Rado-wego przez prezydenta Ignacego Mościckiego

nie

1934 śmierć Marii tak

1935Nagroda Nobla dla Ireny i Fryderyka za sztuczną promieniotwórczość

nie

1942 pierwszy reaktor jądrowy (Enrico Fermi) nie

1944

Nagroda Nobla dla Ottona Hahna (z pominięciem Lise Meitner) za odkrycie zjawi-ska rozszczepienia jądra


42


1945 pierwsza eksplozja jądrowa (Projekt Manhattan) tak

1946

produkcja izotopów promieniotwórczych na potrzeby medycyny (Oak Ridge National Laboratory)

nie

1963

Nagroda Nobla dla Marii Goeppert-Mayer za odkry-cie struktury jądra atomo-wego

1964

Nagroda Nobla dla Do-rothy Crowfoot Hodgkin za odkrycie struktury penicyliny i witaminy B12 przy użyciu krystalografii rentgenowskiej

1971 pierwszy tomograf kompu-terowy (EMI scanner) nie

1995 prochy Marii i Piotra w Panteonie nie


43

Załącznik 5

Materiały do ćwiczenia „Zastosowania promieniowania jonizującego”

Medycyna Nauka Przemysł

rentgenodiagnostyka i tomografia

komputerowafizyka jądrowa, astrofizyka energetyka jądrowa

radioterapia (brachyterapia,

teleradioterapia, terapia izotopowa)

radiochemia diagnostyka instalacji przemysłowych

medycyna nuklearna

spektrometria – identyfikacja próbek,

w tym XRF: identyfikacja pierwiastków

oczyszczanie spalin i ścieków,

sterylizacja radiacyjna


44

Pierwszy pacjent leczony z wykorzystaniem akceleratora, 1957 r.

Zdjęcie na otwartej licencji, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/59/External_beam_radiotherapy_retinobla-stoma_nci-vol-1924-300.jpg/800px-External_beam_radiotherapy_retinoblastoma_nci-vol-1924-300.jpg


45

Nowoczesny aparat do radioterapii w klinice onkologicznej

Film o współczesnej radioterapii, zrealizowany na zlecenie Ministerstwa Nauki, dostępny na YouTubie:https://www.youtube.com/watch?v=jxxvIGNs8dE


46

Załącznik 6

Materiały do ćwiczenia „Naukowiec, czyli kto?”

Jakie postawy pomagają, a jakie przeszkadzają w byciu naukowcem?• cytaty Marii, takie jak „faith in humanity”, o racjonalnym światopoglądzie Skłodowskiej, o chęci po-

dejmowania wyzwań i o nieustępliwości: https://pl.wikiquote.org/wiki/Maria_Sk%C5%82odowska--Curie

• wykład noblowski Skłodowskiej z 1911 r., w którym pisze ona o ogromnej pracy, jaką musiała wy-konać, i o przeciwnościach do przezwyciężenia: https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1911/marie-curie/lecture/

Do jakiego stopnia naukowiec jest odpowiedzialny za konsekwencje swoich odkryć?• gadżety radioizotopowe – szkodliwe dla zdrowia, a mimo to modne• przemówienie noblowskie Piotra, w którym przywołuje on konsekwencje odkrycia dynamitu przez

Nobla oraz porusza wątek zysków i strat: https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/pierre-curie--lecture.pdf

• nawiązanie do Projektu Manhattan i odpowiedzialności naukowców za odkrycia prowadzące do zrzu-cenia bomb jądrowych na Hiroszimę i Nagasaki

• lektury dodatkowe: Noblista z Nowolipek. Józefa Rotblata wojna o pokój, biografia polskiego laureata pokojowej Nagrody Nobla za ruch przeciwko wojnie jądrowej, oraz Enrico Fermi. Ostatni człowiek, któ-ry wiedział wszystko. Życie i czasy ojca ery atomowej, biografia Fermiego, ukazująca m.in. kulisy projektu tworzenia bomby atomowej i towarzyszące jej dylematy moralne naukowców

Czy odkrycia można i należy patentować?Z jednej strony na mocy praw autorskich odkrywcom należą się pieniądze za ich pracę, ale z drugiej – ha-muje to postęp. Jak to pogodzić? Maria Skłodowska-Curie napisała książkę Badanie ciał radioaktywnych, w której czytamy:

Od początku naszych doświadczeń uważaliśmy za rzecz właściwą udzielać próbek ciał przez nas odkrytych i otrzymanych kilku fizykom, a przede wszystkim p. Becque- relowi, któremu zawdzięczamy odkrycie promieni uranowych. W taki sposób uła-twialiśmy innym badania nad nowymi ciałami promieniotwórczymi. W następstwie pierwszych naszych publikacji p. Giesel w Niemczech zaczął również przygotowy-wać te ciała i udzielił ich próbek kilku uczonym niemieckim. Następnie przetwory te ukazały się w sprzedaży we Francji i w Niemczech i sprawa, przybierając coraz to większe znaczenie, stała się punktem wyjścia ruchu naukowego, tak że – zwłasz-cza poza Francją – ukazały się i ukazują nieustannie liczne komunikaty o ciałach radioaktywnych (https://wolnelektury.pl/katalog/lektura/sklodowska-badanie-cial-ra-dioaktywnych.html).

Jakie warunki muszą zostać spełnione dla rozwoju naukowego?• wątek dyskryminacji kobiet, imigrantów, ateistów i wolnomyślicieli na przykładzie ukazanym w filmie,

kwestia współpracy międzynarodowej i otwartości• finansowanie badań naukowych, warunki lokalowe, aparatura techniczna (postęp naukowy a postęp

techniczny)


47


48

Materiały pomocnicze dla nauczycieliprzygotowane przez Centrum Edukacji Obywatelskiej

Warszawa 2019

SKŁODOWSKA

Monolith Films Sp. z o.o.Karolina IgnaciukKoordynator Projektów [email protected]: +48 22 122 05 32Kom: +48 662 287 445www.kinoklasa.plwww.monolith.pl

Film dostępny na Cineman.pl oraz na dobrych platformach VODFilm z napisami lub z lektorem

Documents

SKŁODOWSKA - Kino Klasa · 2020. 12. 23. · Eksperyment – chromatografia Chromatografia to bardzo rozbudowana dziedzina chemii, a dokładniej – me- toda analityczna. Jest wiele