LaboLAB-Struktura i właściwości materii. Zestaw do doświadczeń z chemii

Moduł "Struktura i właściwości materii" pomaga uczniom zrozumieć, że wszystko wokół nas jest materią. Pojęcie to może być trudne do uchwycenia, zwłaszcza że materia nie zawsze jest widoczna gołym okiem, na przykład w stanie gazowym. Dodatkowym wyzwaniem jest rozróżnienie, kiedy materia występuje jako mieszanina, a kiedy jako roztwór.

Moduł obejmuje sześć serii praktycznych doświadczeń badawczych, które umożliwiają uczniom poznanie kluczowych zagadnień związanych z materią. W trakcie zajęć uczniowie zapoznają się ze stanami skupienia materii oraz jej właściwościami fizycznymi i chemicznymi, takimi jak: objętość, masa, temperatura krzepnięcia, topnienia i wrzenia, a także zdolność do tworzenia mieszanin i roztworów. Rozwijają również umiejętność opisywania materii oraz przewidywania jej interakcji z innymi substancjami.

W module omawiana jest także koncepcja zmian chemicznych. Próbując rozdzielić mieszaniny, w których zaszły reakcje chemiczne, uczniowie uświadamiają sobie, że materia może ulegać przemianom, prowadzącym do powstawania nowych substancji.

Na zakończenie pracy z modułem uczniowie wykorzystują zdobytą wiedzę w praktyce. Wcielając się w rolę inżynierów, projektują system filtracji wody, co pozwala im zastosować teoretyczne zagadnienia w rzeczywistym kontekście.

Zawartość modułu "Struktura i właściwości materii"

Materiały dydaktyczne:

• Przewodnik metodyczny dla nauczyciela (wersja drukowana i cyfrowa) – 1 szt.
• Scenariusze lekcji z opisanymi eksperymentami i projektami edukacyjnymi – 1 zestaw.
• Drukowane materiały dla uczniów o zróżnicowanym poziomie – 30 szt.
• Dostęp do materiałów cyfrowych (symulacje, ćwiczenia, testy, podręczniki multimedialne) dla uczniów i nauczycieli (licencja szkolna, bezterminowa) – 1 dostęp.
• Plansza dydaktyczna „Metoda badawcza” (70×100 cm) – 1 szt.

Sprzęt laboratoryjny:

• Cylinder miarowy (menzurka) odporny na chemikalia, sterylizacja do 121°C (poj. 1000 ml) – 8 szt.
• Szklana zlewka laboratoryjna Pyrex (poj. 100 ml) – 2 szt.
• Precyzyjna waga szkolna z odważnikami (zakres do 2 kg, dokładność 0,5 g, 10 odważników z mosiądzu) – 4 szt.
• Termometr zanurzeniowy, metalowy – 2 szt.
• Przeźroczysty lejek – 8 szt.
• Pipeta niesterylna (poj. 3 ml) – 48 szt.
• Różdżka magnetyczna – 1 szt.
• Lupa – 30 szt.

Odczynniki i materiały eksperymentalne:

• Jodyna antyseptyczna 2% (poj. 30 ml) – 1 szt.
• Laboratoryjne opiłki żelaza (waga 500 g) – 1 szt.
• Wosk naturalnie biały (bloczki) – 8 szt.
• Zielona modelina (waga 100 g) – 8 szt.
• Gleba (poj. 3 l) – 1 szt.
• Piasek akwariowy (waga 0,5 kg) – 1 szt.
• Żwir akwariowy (waga 2 kg) – 1 szt.

Akcesoria do doświadczeń:

• Kolorowe balony (dł. 22 cm) – 48 szt.
• Podkładki metalowe, okrągłe (śr. 8 mm) – 25 szt.
• Kulki szklane – 450 szt.
• Przeźroczysty słoik z zakrętką (tworzywo sztuczne, poj. 900 ml) – 10 szt.
• Pojemnik z plastiku (poj. 5,5 l) – 8 szt.
• Miarka/kubek (poj. 60 ml) – 8 szt.
• Pojemniczek z pokrywką (poj. 35 ml) – 45 szt.
• Kubki plastikowe (poj. 300 ml) – 150 szt.
• Woreczki foliowe „strunowe” (15×15 cm) – 36 szt.
• Miarka/łyżka miarowa – 8 szt.
• Cienki, mocny sznurek (dł. 60 m) – 1 szt.
• Taśma maskująca (szer. 20 mm) – 8 szt.
• Taca z tworzywa sztucznego (25×35 cm) – 8 szt.

Elementy konstrukcyjne:

• Siatka (60×76 cm) – 1 szt.
• Siatka (23×23 cm) – 8 szt.
• Duża, wytrzymała skrzynia (tworzywo sztuczne, 50×60×30 cm) – 2 szt.

Środki ochrony osobistej:

• Rękawiczki gumowe jednorazowe – 100 szt.

Zadania badawcze realizowane w module „Struktura i właściwości materii”

Zagadnienie 1: Materia wokół nas (3 jednostki lekcyjne)

Realizowane treści:

• Pojęcie materii
• Stany skupienia materii
• Masa i objętość

Tematy zadań badawczych:

1. Sprawdźmy, co już wiemy – Dlaczego materia jest istotna?
2. Pomiar i obliczenia – Jak ustalić masę obiektu i obliczyć jego objętość?
3. Właściwości gazów – Czy gazy mają masę i objętość?

Zagadnienie 2: Energia i stany skupienia materii (4 jednostki lekcyjne)

Realizowane treści:

• Ruch cząsteczek w różnych stanach skupienia
• Zmiany stanów skupienia materii
• Zasada zachowania masy

Tematy zadań badawczych:

1. Cząsteczki w ruchu – Jak zachowują się cząstki materii?
2. Parowanie i skraplanie – Czy można zaobserwować te procesy?
3. Zasada zachowania masy – Czy materia ulega zniszczeniu podczas zmiany stanu skupienia?

Zagadnienie 3: Fizyczne właściwości materii (2 jednostki lekcyjne)

Realizowane treści:

• Właściwości fizyczne materii
• Związek właściwości fizycznych z zastosowaniem materiałów
• Gęstość, lepkość, pływanie ciał

Tematy zadań badawczych:

1. Identyfikacja substancji – Jak wykorzystać właściwości fizyczne do rozpoznawania obiektów?
2. Właściwości cieczy – Jakimi cechami mogą się różnić ciecze?

Zagadnienie 4: Sporządzanie mieszanin i roztworów (4 jednostki lekcyjne)

Realizowane treści:

• Pojęcie mieszaniny i sposoby jej tworzenia
• Roztwory i ich właściwości
• Rozpuszczalność
• Rozdzielanie mieszanin

Tematy zadań badawczych:

1. Metody separacji – Jak rozdzielić mieszaninę ciał stałych?
2. Eksperyment z mieszaniem – Co się stanie po połączeniu dwóch materiałów?
3. Odzyskiwanie składników – Czy mieszaninę można rozdzielić na pierwotne substancje?

Zagadnienie 5: Zmiany fizyczne i chemiczne (2 jednostki lekcyjne)

Realizowane treści:

• Zjawiska fizyczne a reakcje chemiczne
• Mieszanie substancji i objawy reakcji chemicznych
• Prawo zachowania masy

Tematy zadań badawczych:

1. Identyfikacja reakcji – Jak rozpoznać reakcję chemiczną?
2. Obserwacja zmian – Czy objawy reakcji chemicznych są zawsze widoczne?

Zagadnienie 6: Rozdzielanie materii (6 jednostek lekcyjnych)

Realizowane treści:

• Sposoby separacji składników mieszanin
• Filtracja i jej zastosowanie w oczyszczaniu wody

Tematy zadań badawczych:

1. Analiza procesu – Jak oczyszczana jest zanieczyszczona woda?
2. Działanie filtracji – Jak układ filtracyjny usuwa zanieczyszczenia z wody?
3. Udoskonalenie technologii – Jak można zoptymalizować system filtracji?
4. Podsumowanie modułu – Czego nauczyliśmy się o materii?

Podstawa programowa realizowana w module STRUKTURA I WŁAŚCIWOŚCI MATERII

CHEMIA (KLASY VII-VIII)

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

1) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; ilustruje je w różnych postaciach;
2) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu;
3) rozróżnia pojęcia: obserwacja, pomiar, doświadczenie; przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów;
4) opisuje przebieg doświadczenia lub pokazu; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów;
6) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych;
7) przelicza wielokrotności i podwielokrotności (mikro-, mili-, centy-, hekto-, kilo-, mega-);
8) rozpoznaje zależność rosnącą bądź malejącą na podstawie danych z tabeli lub na podstawie wykresu; rozpoznaje proporcjonalność prostą na podstawie wykresu;
9) przestrzega zasad bezpieczeństwa podczas wykonywania obserwacji, pomiarów i doświadczeń.

I. Substancje i ich właściwości. Uczeń:

1) opisuje właściwości substancji będących głównymi składnikami stosowanych na co dzień produktów, np. soli kuchennej, cukru, mąki,
wody, węgla, glinu, miedzi, cynku, żelaza; projektuje i przeprowadza doświadczenia, w których bada wybrane właściwości substancji;
3) opisuje stany skupienia materii;
4) tłumaczy, na czym polegają zjawiska dyfuzji, rozpuszczania, zmiany stanu skupienia;
5) opisuje cechy mieszanin jednorodnych i niejednorodnych;
6) sporządza mieszaniny i dobiera metodę rozdzielania składników mieszanin (np. sączenie, destylacja, rozdzielanie cieczy
w rozdzielaczu); wskazuje te różnice między właściwościami fizycznymi składników mieszaniny, które umożliwiają jej rozdzielenie;
7) opisuje różnice między mieszaniną a związkiem chemicznym lub pierwiastkiem;
10) przeprowadza obliczenia z wykorzystaniem pojęć: masa, gęstość i objętość.

III. Reakcje chemiczne. Uczeń:

1) opisuje i porównuje zjawisko fizyczne i reakcję chemiczną; podaje przykłady zjawisk fizycznych i reakcji chemicznych
zachodzących w otoczeniu człowieka; projektuje i przeprowadza doświadczenia ilustrujące zjawisko fizyczne i reakcję
chemiczną; na podstawie obserwacji klasyfikuje przemiany do reakcji chemicznych i zjawisk fizycznych;
7) stosuje do obliczeń prawo stałości składu i prawo zachowania masy (wykonuje obliczenia
związane ze stechiometrią wzoru chemicznego i równania reakcji chemicznej).

IV. Tlen, wodór i ich związki chemiczne. Powietrze. Uczeń:

4) wymienia czynniki środowiska, które powodują korozję; proponuje sposoby zabezpieczania produktów zawierających żelazo przed rdzewieniem;
5) opisuje właściwości fizyczne i chemiczne tlenku węgla(IV) oraz funkcję tego gazu w przyrodzie; projektuje i przeprowadza
doświadczenie pozwalające otrzymać oraz wykryć tlenek węgla(IV) (np. w powietrzu wydychanym z płuc); pisze równania reakcji
otrzymywania tlenku węgla(IV) (np. reakcja spalania węgla w tlenie, rozkład węglanów, reakcja węglanu wapnia z kwasem solnym);

V. Woda i roztwory wodne. Uczeń:

1) opisuje budowę cząsteczki wody oraz przewiduje zdolność do rozpuszczania się różnych substancji w wodzie;
2) podaje przykłady substancji, które nie rozpuszczają się w wodzie, oraz przykłady substancji, które rozpuszczają się
w wodzie, tworząc roztwory właściwe; podaje przykłady substancji, które z wodą tworzą koloidy i zawiesiny;

X. Substancje chemiczne o znaczeniu biologicznym. Uczeń:

10) podaje przykłady występowania skrobi i celulozy w przyrodzie; podaje wzory sumaryczne tych związków; wymienia
różnice w ich właściwościach fizycznych; opisuje znaczenie i zastosowania tych cukrów; projektuje i przeprowadza
doświadczenia pozwalające wykryć obecność skrobi za pomocą roztworu jodu w różnych produktach spożywczych.

Ze względu na interdyscyplinarny charakter zadań badawczych, podczas pracy z modułem Siły i oddziaływania mogą być realizowane także niektóre wymagania zawarte w podstawach programowych innych przedmiotów nauczanych w szkole podstawowej.

PRZYRODA (KLASA IV)

I. Sposoby poznawania przyrody. Uczeń:

1) opisuje sposoby poznawania przyrody, podaje różnice między eksperymentem doświadczeniem a obserwacją;
2) podaje nazwy przyrządów stosowanych w poznawaniu przyrody, określa ich przeznaczenie (lupa, kompas, taśma miernicza);
3) podaje przykłady wykorzystania zmysłów do prowadzenia obserwacji przyrodniczych;
4) stosuje zasady bezpieczeństwa podczas obserwacji i doświadczeń przyrodniczych;
5) wymienia różne źródła wiedzy o przyrodzie;
6) korzysta z różnych źródeł wiedzy o przyrodzie.

III. Pogoda, składniki pogody, obserwacje pogody. Uczeń:

1) wymienia składniki pogody i podaje nazwy przyrządów służących do ich pomiaru (temperatura powietrza,
zachmurzenie, opady i osady atmosferyczne, ciśnienie atmosferyczne, kierunek wiatru);
2) odczytuje wartości pomiaru składników pogody, stosując właściwe jednostki;
4) podaje przykłady opadów i osadów atmosferycznych oraz wskazuje ich stan skupienia;
5) podaje przykłady zastosowania termometru w różnych sytuacjach życia codziennego;
8) opisuje i porównuje cechy pogody w różnych porach roku.

V. Ja i moje otoczenie. Uczeń:

3) podaje przykłady przedmiotów wykonanych z substancji sprężystych, kruchych i plastycznych
i uzasadnia ich zastosowanie w przedmiotach codziennego użytku;

VI. Środowisko przyrodnicze najbliższej okolicy. Uczeń:
4) rozpoznaje skały występujące w okolicy swojego miejsca zamieszkania;

MATEMATYKA (KLASY IV-VI)

XI. Obliczenia w geometrii. Uczeń:

5) oblicza objętość i pole powierzchni prostopadłościanu przy danych długościach krawędzi;
6) stosuje jednostki objętości i pojemności: mililitr, litr, cm3 , dm3 , m3.

XII. Obliczenia praktyczne. Uczeń:

7) zamienia i prawidłowo stosuje jednostki masy: gram, dekagram, kilogram, tona;

XIII. Elementy statystyki opisowej. Uczeń:

1) gromadzi i porządkuje dane;
2) odczytuje i interpretuje dane przedstawione w tekstach, tabelach, na diagramach i na wykresach, na przykład: wartości z wykresu, wartość
największą, najmniejszą, opisuje przedstawione w tekstach, tabelach, na diagramach i na wykresach zjawiska przez określenie przebiegu zmiany
wartości danych, na przykład z użyciem określenia „wartości rosną”, „wartości maleją”, „wartości są takie same” („przyjmowana wartość jest stała”).

XIV. Zadania tekstowe. Uczeń:

1) czyta ze zrozumieniem tekst zawierający informacje liczbowe;
2) wykonuje wstępne czynności ułatwiające rozwiązanie zadania, w tym rysunek pomocniczy lub wygodne dla niego zapisanie informacji i danych z treści zadania;
3) dostrzega zależności między podanymi informacjami;
4) dzieli rozwiązanie zadania na etapy, stosując własne, poprawne, wygodne dla niego strategie rozwiązania;
5) do rozwiązywania zadań osadzonych w kontekście praktycznym stosuje poznaną wiedzę z zakresu arytmetyki i geometrii oraz nabyte umiejętności rachunkowe, a także własne poprawne metody;
6) weryfikuje wynik zadania tekstowego, oceniając sensowność rozwiązania np. poprzez szacowanie, sprawdzanie wszystkich warunków zadania, ocenianie rzędu wielkości otrzymanego wyniku;
7) układa zadania i łamigłówki, rozwiązuje je; stawia nowe pytania związane z sytuacją w rozwiązanym zadaniu.

FIZYKA, KLASY VII-VIII

I. Wymagania przekrojowe

IV. Zjawiska cieplne. Uczeń:

1) posługuje się pojęciem temperatury; rozpoznaje, że ciała o równej temperaturze pozostają w stanie równowagi termicznej;
2) posługuje się skalami temperatur (Celsjusza, Kelvina, Fahrenheita); przelicza temperaturę w skali Celsjusza na temperaturę w skali Kelvina i odwrotnie;
7) opisuje zjawisko przewodnictwa cieplnego; rozróżnia materiały o różnym przewodnictwie; opisuje rolę izolacji cieplnej;
8) opisuje ruch gazów i cieczy w zjawisku konwekcji;
9) rozróżnia i nazywa zmiany stanów skupienia; analizuje zjawiska topnienia, krzepnięcia, wrzenia, skraplania, sublimacji i resublimacji jako procesy, w których dostarczenie energii w postaci ciepła nie powoduje zmiany temperatury;
10) doświadczalnie:
a) demonstruje zjawiska topnienia, wrzenia, skraplania,

V. Właściwości materii. Uczeń:

1) posługuje się pojęciami masy i gęstości oraz ich jednostkami; analizuje różnice gęstości substancji w różnych stanach skupienia wynikające z budowy mikroskopowej ciał stałych, cieczy i gazów;
2) stosuje do obliczeń związek gęstości z masą i objętością;
9) doświadczalnie:
c) demonstruje prawo Archimedesa i na tej podstawie analizuje pływanie ciał; wyznacza gęstość cieczy lub ciał stałych,

VI. Elektryczność. Uczeń:

3) rozróżnia przewodniki od izolatorów oraz wskazuje ich przykłady;

VII. Magnetyzm. Uczeń:

3) opisuje na przykładzie żelaza oddziaływanie magnesów na materiały magnetyczne i wymienia przykłady wykorzystania tego oddziaływania;

BIOLOGIA

II. Różnorodność życia.

7. Różnorodność i jedność świata zwierząt:

13) ssaki – uczeń:
c) określa ssaki jako zwierzęta stałocieplne,

IV. Homeostaza. Uczeń:

1) analizuje współdziałanie poszczególnych układów narządów w utrzymaniu niektórych parametrów środowiska wewnętrznego na określonym poziomie

VII. Ekologia i ochrona środowiska. Uczeń:

1) wskazuje żywe i nieożywione elementy ekosystemu oraz wykazuje, że są one powiązane różnorodnymi zależnościami;
9) przedstawia odnawialne i nieodnawialne zasoby przyrody oraz propozycje racjonalnego gospodarowania tymi zasobami zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju.