výuka chemie a informační technologie xviii.

Univerzita Hradec Králové
University of Hradec Králové
VÝUKA CHEMIE A
INFORMAČNÍ
TECHNOLOGIE
CHEMISTRY EDUCATION AND
INFORMATION TECHNOLOGY
XVIII.
Sborník přednášek
18. Mezinárodní konference o výuce chemie
Proceedings of the
18 International Conference on Chemistry Education
th
GAUDEAMUS
2011
Univerzita Hradec Králové
University of Hradec Králové
VÝUKA CHEMIE A
INFORMAČNÍ
TECHNOLOGIE
CHEMISTRY EDUCATION AND
INFORMATION TECHNOLOGY
XVIII.
Sborník přednášek
18. Mezinárodní konference o výuce chemie
Proceedings of the
18 International Conference on Chemistry Education
th
Hradec Králové, 23.9.2008
1
Editovali/Editors:
Mgr. Jan VEŘMIŘOVSKÝ
Recenzovali/Reviewers:
PaedDr. Karel MYŃKA,Ph.D.
PaedDr. Ivan HOLÝ, CSc.
Publikace neprońla jazykovou úpravou jako 1052. publikace
nakladatelství Gaudeamus
Za obsahovou správnost odpovídají autoři příspěvků.
Proceedings are published without language correction.
Content is on the responsibility of authors of the separate articles.
ISBN 978-80-7435-111-2
2
Seznam autorů:
1. Baprowska, Anna, mgr., UP Kraków, PL
2. Bieniek, Piotr, dr. inņ., UP Kraków, PL
3. Bílek, Martin, prof. PhDr., PhD., UHK Hradec Králové, CZ
4. Cupáková - Ńimrová , Blanka, Mgr., Gy Zlín, CZ
5. Exnar, Petr, doc. Ing. CSc., TUL Liberec, CZ
6. Gmoch, Ryszard, prof. dr. hab., UO Opole, PL
7. Grégr, Jan., Ing., TUL Liberec, CZ
8. Gulińska, Hanna, prof. dr. hab., UAM Poznań, PL
9. Halbych, Josef, RNDr. CSc., UK Praha, CZ
10. Hyńplerová, Lidmila, Ing., CSc., UHK Hradec Králové, CZ
11. Chupáč, Aleń, Mgr., ZŃ Ńenov, CZ
12. Jodas, Bořivoj, PhDr. PhD., TUL Liberec, CZ
13. Jyņ-Kuroń, Danuta, mgr., UP Kraków, PL
14. Klečková, Marta, doc. RNDr. CSc., UP Olomouc, CZ
15. Kolář, Karel, prof. Ing. CSc., UHK Hradec Králové, CZ
16. Marńálková, Miroslava, Ing., TUL Liberec, CZ
17. Musiol, Adam, dr., PWSZ Racibórz, PL
18. Musiol, Sabina, mgr., PWSZ Racibórz, PL
19. Nápravník, Vladimír, Mgr. PhD., ZčU Plzeň, CZ
20. Nodzyńska, Małgorzata, dr., UP Kraków, Pl
21. Paśko, Jan, Rajmund, prof. dr. hab., UP Kraków, PL
22. Rohál, Andrej, Ing. PhD., VPŃSPŃ Holeńov, CZ
23. Schejbalová, Hana, doc. Ing. CSc., TUL Liberec, CZ
24. Slavík, Martin, Mgr. PhD., TUL Liberec, CZ
25. Solárová, Marie, doc. RNDr. PhD., OU Ostrava, CZ
26. Ńulcová, Renata, RNDr. PhD., UK Praha, CZ
27. Teplá, Milada, RNDr. PhD., UK Praha, CZ
28. Trnková, Lucie, Ing., UHK Hradec Králové, CZ
29. Vasileská, Marie, RNDr. CSc., CERMAT Praha, CZ
30. Vańíčková, Martina, Mgr., UP Olomouc, CZ
31. Veřmiřovská, Martina, Mgr., ZŃ Ńilheřovice, CZ
32. Veřmiřovský, Jan, Mgr., Matiční Gy Ostrava, CZ
33. Wasielewski, Marek, prof. dr. hab. inņ., UO Opole, PL
3
OBSAH/CONTENT
ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
УЧИТЕЛЯ........................................................................................................... 6
Ришард Гмох6
Korzyści i zagrożenia płynące ze strony komputera i Internetu ........................ 12
Adam Musioł
Modele we wprowadzaniu zagadnień dotyczących budowy materii ................. 17
Piotr Bieniek, Hanna Gulińska
Aplikace molekulárních modelů ve výuce vybraných tématických celků chemie
......................................................................................................................... 23
Blanka Šimrová
Modely struktury a vlastností polymerů ............................................................ 25
Jan Grégr, Hana Schejbalová, Miroslava Maršálková
Modely molekulárních orbitů............................................................................. 30
Jan Grégr, Hana Schejbalová
Modely modifikací uhlíku .................................................................................. 33
Jan Grégr, Martin Slavík, Bořivoj Jodas, Petr Exnar
Vizualizace vnitřní struktury krystalů ................................................................ 38
Jan Grégr, Martin Slavík
Modelová zobecnění k tématům učiva z organické chemie ............................. 44
Josef Halbych
Program badający wyobrażenia o budowie substancji chemicznych ............... 52
Danuta Jyż-Kuroś, Jan Rajmund Paśko
Wyobrażenie o kuli jako modelu atomu u uczniów w gimnazjum. .................... 57
Jan Rajmund Paśko, Anna Baprowska
Struktura materii na rysunkach w podręcznikach szkolmnych na przestrzeni 100
lat ..................................................................................................................... 63
Jan Rajmund Paśko
Modelování biochemických pochodů pomocí prezentací ................................. 73
Milada Teplá, Renata Šulcová
Výuka chemických dějů na Základní ńkole s podporou ICT ............................. 80
Aleš Chupáč, Danuta Jyż-Kuroś
K efektivitě multimediálních prezentací učiva ve výuce kurzu „Přeprava
nebezpečných látek (dohoda ADR)“ ................................................................. 86
Andrej Rohál, Martin Bílek
Elektronická studijní podpora laboratorních cvičení z analytické chemie ......... 93
Lucie Trnková, Lidmila Hyšplerová, Karel Kolář
Konkrétní náměty na vyuņití informačně komunikačních technologií v chemii . 97
Martina Vašíčková, Marta Klečková
ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОМПЬЮТЕРОВ В КУРСЕ ПРАКТИЧЕСКИХ
ЗАНЯТИЙ ...................................................................................................... 102
Марек Васелевски
LMS systém on-line vzdělávání na Západočeské univerzitě v Plzni z pohledu
uņivatele ......................................................................................................... 108
Vladimír Nápravník
4
Projekt EQUAL versus diagnostika Kompetence pro práci s informacemi ..... 113
Jan Veřmiřovský, Marie Solárová, Martina Veřmiřovská
ТЕСТИРОВАНИЕ СТУДЕНТОВ КАК СРЕДСТВО ПРОВЕРКИ ЗНАНИЙ И
УМЕНИЙ B BYЗЕ ......................................................................................... 118
Ришард Гмох
Zadania problemowe – próba definicji pojęcia................................................ 123
Małgorzata Nodzyńska, Jan Rajmund Paśko
Wpływ stylu sprawdzania wiadomości uczniów na ich osiągnięcia ................ 129
Małgorzata Nodzyńska
Přírodovědné předměty a upravený model reformní maturity v ČR................ 133
Marie Vasileská
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ
НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ В ВУЗЕ ......................................................... 138
Марек Васелевски
5
STRUKTURA MATERII NA RYSUNKACH W PODRĘCZNIKACH
SZKOLMNYCH NA PRZESTRZENI 100 LAT
Jan Rajmund Paśko
Początek XX wieku to okres, w którym naukowcy rozszyfrowują strukturę
materii. Zebrane dotychczas wyniki różnych doświadczeń i obserwacji stwarzają
model struktury materii coraz to bardziej doskonały i jak się wówczas wydawało
w pełni odzwierciedlający faktyczną jej strukturę. Przedstawienie struktury
materii ograniczało się wówczas do struktury związków chemicznych a
dokładnej cząsteczek różnych substancji oraz do próby wyjaśnienia budowy
atomu.
O istnieniu elektronów na początku wieku XX można było się dowiedzieć z
książek popularyzujących chemię a wydanych już w 1904 r. Książka ta ukazała
się w serii „Biblioteka samokształcenia” [1]
W podręcznikach szkolnych do chemii króluje słowny opis właściwości
substancji chemicznych i przemian chemicznych. Omawia się klasyczne prawo
stałości składu i prawo zachowania masy. Natomiast pedagodzy w
sformułowanych zasadach nauczania podają między innymi: „Nauka powinny
być należycie uzmysłowiona i oparta na poglądzie. Gdy bezpośrednia
obserwacja jest zgoła niemożliwa, natenczas uzmysłowi nauczyciel naukę
przynajmniej ryciną, modelem, rysunkiem odręcznym.” [2] A jednak pomimo
tego w podręcznikach szkolnych do chemii znajdujemy tylko informację: Tak
samo jak drobina tlenku rtęciowego i drobiny wszystkich związków
chemicznych, z których to ciało się składa. Takie części pierwiastków
nazywamy niedziółkami albo atomami (атоми) [3] Atom jest to najmniejsza
cząstka pierwiastka, wchodząca w skład drobiny.
W połowie lat 20-tych XX w. w książce „Chemia szkolna” [4] znajdujemy
stwierdzenie: „Nazwa atom nie jest już więcej odpowiednią, gdyż jest to twór
złożony z jądra będącego skupieniem dodatnich atomów elektryczności dookoła
krążą elektrony ujemne, których liczba odpowiada ilości ładunków dodatnich w
jądrze danego pierwiastka.”
Natomiast graficznie przedstawione są schematy cząsteczek różnych związków
chemicznych nie uwzględniające jednak różnicy w wielkościach atomów
63
W połowie lat 30-tych XX w. w książce „ Chemia dla III klasy gimnazjów” [5]
znajdujemy
Tylko rysunek obrazujący utworzoną z atomów tlenu i wodoru cząsteczkę wody.
Na rysunku wprawdzie z trudem, ale można się dopatrzeć, że atomy wodoru są
minimalnie mniejsze od atomów tlenu
W latach 40-tych XX w. w podręcznikach do II klasy gimnazjum jedni autorzy
ograniczają się tylko do stwierdzenia „istnienie atomów i cząsteczek uważamy
za nie ulegające wątpliwości. [6] Natomiast inni przedstawiają modele atomu
przedstawiając tory poruszania się elektronów [7]
W latach 50-tych XX wieku w podręcznikach szkolnych do szkoły podstawowej
atomy przedstawiane są jako kulki jednak zaznacza się różnicę w wielkościach
atomów różnych pierwiastków. [8]
64
Natomiast w podręcznikach szkolnych do liceum ogólnokształcącego
Autorzy graficznie przedstawiają budowę atomu wodoru. [9]
Natomiast model atomu helu przedstawiają w następujący sposób
W latach 60-tych XX w. W podręcznikach do szkoły podstawowej modela
atomów przedstawione są jako okręgi wypełnione w różny sposób. Jednak
wszystkie okręgi mają taką samą średnicę. [10]
Natomiast w podręcznikach do liceum ogólnokształcącego graficznie
przedstawiono modele atomów II okresu jako jądro otoczone okręgami, na
których zaznaczono elektrony. Jednak nie uwzględniono na rysunku faktu
różnej średnicy poszczególnych atomów. [11]
65
W latach 80-tych XX w. w podręczniku do szkoły podstawowej zostaje
zamieszczony rysunek obrazujący model atomu wodoru i powstałej cząsteczki
wodoru z połączenia się dwóch atomów wodoru. [12]
elektrony
para elektronów
W podręczniku do liceum ogólnokształcące zamieszczono fragment układu
okresowego pierwiastków z narysowanymi modelami atomów. [13]
66
W latach 90-tych XX w. do użytku szkolnego zostają dopuszczone podręczniki
różnych autorów
W jednym z podręczników modele atomów przedstawione są w postaci różnej
wielkości kolorowych kulek. Natomiast strukturę atomu przedstawia model w
którym uwzględniono protony i neutrony. Natomiast wokół jądra roztacza się
chmura w której zaznaczono jak rodzynki w cieście elektrony. [14]
Niektórzy autorzy w modelu atomu wyodrębniali jądro składające się z protonów
i neutronów natomiast wokół jądra zaznaczali wykreskowane obszary, w
których miały poruszać się elektrony. Aby przedstawić ruch elektronów za
okręgiem obrazującym elektron umieszczony był jakby ogon komety. [15]
67
Inni autorzy przedstawiają model atomu jako szare koło, w którym umieszczono
koło białe koło szare ilustruje obszar z elektronami natomiast koło białe
przedstawia jądro w atomie. Odpowiednie liczby ze znakami zaznaczają
ładunek elektryczny jądra atomowego chmury elektronowej. [16]
Z reprodukowanych powyżej rysunków, że autorzy różnie podchodzili do
graficznego przybliżenia modelu atomu.
Natomiast w jednym z podręczników do liceum znajdujemy trzy rysunki, które
obrazują model atomu wodoru oraz obszary orbitalne elektronów drugiej
powłoki i rejony ekstremalnego znalezienia elektronów kolejnych powłok. [17]
68
W pierwszych latach XXI wieku w wyniku reformy szkolnictwa w Polsce
nauczanie elementów chemii zaczyna się już w 6-letniej szkole podstawowej w
ramach przedmiotu „Przyroda” Poniższy rysunek przedstawia modele atomów i
cząsteczek zamieszczone w jednym z podręczników do przyrody. [18]
W podręcznikach do gimnazjum autorzy w różny sposób przedstawiają modele
cząsteczek i atomów.
Jedni modele atomów przedstawiają jako kolorowe kulki różnej wielkości.
Natomiast cząsteczki jako połączone ze sobą kulki. [19]
69
W innym podręczniku atom przedstawiony jako jądro zbudowane z protonów i
neutronów oraz z chmury elektronowej, której największa gęstość znajduje się
w pewnym oddaleniu od jądra. Rysunek sugeruje, że gęstość elektronów
maleje w miarę zbliżania się do jądra atomu. [20]
W kolejnym podręczniku model atomu przestawiony jest jako jądro lub jądro
składające się z protonów i neutronów otoczone chmurą elektronową. [21]
70
Poniższy rysunek przedstawia model atomu berylu w jednym z podręczników
do gimnazjum. Model atomu jest przedstawiony przez dwa rysunki, które w
zasadzie nie różnią się między sobą tym, że jeden przedstawia model atomu w
formie płaskiej. Natomiast drugi rysunek usiłuje wprowadzić wyobrażenia
przestrzenne. [22]
Podsumowanie:
W podręcznikach szkolnych na przestrzeni 100 lat model atomu przeszedł
olbrzymią przemianą od opisu słownego poprzez kulkę aż do bardzo
udziwnionych modeli wynikających z chęci pogodzenia „Bohrowskiego” modelu
budowy atomu z założeniami kwantowej teorii budowy atomu
Wnioski:
W świetle powyższych rysunków obrazujących modele atomów i cząsteczek
wydaje się koniecznym opracowanie uniwersalnego modelu atomu w oparciu o
kwantowy model budowy atomu. Dlatego dydaktycy powinni opracować jeden
model budowy atomu taki, aby na kolejnych etapach kształcenia przechodził
uściślenia dochodząc do coraz bardziej zbliżonego do współczesnego
wyobrażenia o budowie atomu. Aby na kolejnych etapach edukacji nie było
konieczności zamieniania jednego modelu innym modelem.
Literatura
1. Bruner L. „Pojęcia i teorje chemii” Warszawa, Biblioteka Samokształcenia” 1904 r.
2. Baranowski M. „Dydaktyka uzupełniona zasadami logiki” Warszawa-Kraków-LublinŁódź-Paryż-Poznań-Wilno-Zakopane, Gebethner i Wolff, 1926 r.
3. Alberti S. „Chemia dla seminajów nauczycielskich” Lwów, PWKSz, 1921 r.
4. Duchowicz B „Chemia szkolna część pierwsza chemia nieorganiczna” Lwów, K.S.
Jakubowski, 1925 r.
71
5. Szeller Z. „Chemia dla III klasy gimnazjów” Lwów, K.S. Jakubowski, 1935 r.
6. Turkiewicz E. „Świat Chemii Podręcznik
ogólnokształcącego” Warszawa, PZWS, 1948 r.
chemii
dla
II
kl.
Gimnazjum
7. Duchowicz B. „Wiadomości z Chemii dla II klasy gimnazjów” Warszawa, PZWS, 1948 r.
8. Bogucki A. „Chemia dla klasy VII” Warszawa PZWS, 1957 r.
9. Firewiczowa J. „Chemia dla klasy IX” Warszawa, PZWS, 1959 r.
10. Grodecka H., Winnicka B. „Chemia dla klasy VII” Warszawa, PZWS, 1969 r.
11. Rogowski A. „Chemia dla klasy II Liceum Ogólnokształcącego” Warszawa, PZWS,
1969
12. Bogdańska- Zarembina A., Dziadkowski, M. Soczewka J. „Chemia Podręcznik dla klasy
VII szkoły podstawowej” Warszawa, WSiP, 1985 r.
13. Drapała T. „Podstawy chemii Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego o profilu
biologiczno-chemicznym” Warszawa, WSiP, 1987 r.
14. Janiuk R., K. Skrok K. „Chemia 7 i my” Warszawa, WSiP, 1994 r.
15. Kluz Z. Łopata K. „Chemia Podręcznik dla klasy siódmej i ósmej szkoły podstawowej”
Warszawa, WSiP 1994 r.
16. Kałuża B., Reich A. „Chemia 7” Warszawa, Wydawnictwo Edukacyjne, 1995 r.
17. Pazdro K.M. „Chemia dla licealistów Budowa materii w oczach chemika” Warszawa,
Oficyna Edukacyjna Krzysztof Pazdro, 1996 r.
18. Angiel J., Kądziołka J., Stawarz R. "Przyroda i człowiek -podręcznik 5 kl." Warszawa,
WSiPsa, 2000 r.
19. Pazdro K.M., Torbicka M. „Podręcznik Część I Chemia dla gimnazjalistów” Warszawa,
Oficyna Edukacyjna Krzysztof Pazdro, 1999 r.
20. B. Earl B., Wilford L.D.R. „Podręcznik dla gimnazjum Chemia” Warszawa, Prószyński I
S-ka, 1999 r.
21. Paśko J. R. „Chemia dla klasy I gimnazjum” Kubajak, Krzeszowice, 1999 r.
22. Kulawik J., Kulawik T., Litwin M., „Chemia dla gimnazjum część 1” Warszawa, Nowa
Era, 1999 r.
Kontakt
Prof. dr.hab. Jan Rajmund Paśko, Zakład Dydaktyki Chemii, Uniwersytet Pedagogiczny im.
Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie, Podchorążych 2 Kraków małopolskie Polska 30-084,
e-mail: [email protected]
72