Destylacja w czajniku

Poprawna odpowiedź

1. – Fałsz

2. – Prawda

3. – Prawda

Wymaganie ogólne

2.1 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg prostych procesów chemicznych;
3.1 Opanowanie czynności praktycznych. Uczeń bezpiecznie posługuje się prostym sprzętem laboratoryjnym i podstawowymi odczynnikami chemicznymi;
3.2 Opanowanie czynności praktycznych. Uczeń projektuje i przeprowadza proste doświadczenia chemiczne.

Wymaganie szczegółowe

1.1 Substancje i ich właściwości. Uczeń opisuje właściwości substancji będących głównymi składnikami stosowanych na co dzień produktów np. soli kamiennej, cukru, mąki, wody, miedzi, żelaza/ wykonuje doświadczenia, w których bada właściwości wybranych substancji.

Komentarz

Eksperyment przedstawiony w zadaniu został przeniesiony z laboratorium do kuchni. Sprzęt laboratoryjny został zastąpiony naczyniami, które uczeń zna od dziecka.

Celem zadania jest sprawdzenie, czy uczniowie rozumieją wpływ warunków (w tym wypadku temperatury) na przebieg zjawisk fizycznych. Procesy przebiegające w opisanym w zadaniu zestawie są podobne do tych, które zachodzą podczas destylacji. Odpowiednikiem chłodnicy jest rurka z zimnym kompresem, a czajnik znajdujący się na kuchence gazowej odpowiada kolbie destylacyjnej.

Do poprawnego rozwiązania zadania niezbędna jest dokładna analiza rysunku oraz przewidzenie, co będzie się działo w czajniku, potem w szklanej rurce, a następnie w zlewce w dwóch sytuacjach: gdy na szklanej rurce jest zimny kompres oraz gdy go nie ma.

Aby poprawnie odpowiedzieć na pytanie, należy:

• wiedzieć, w jakich warunkach zachodzą przemiany stanu skupienia wody: parowanie i skraplanie,
• rozumieć, że tylko woda ulega przemianom fazowym i że rozpuszczone lub nierozpuszczone w niej ciało stałe nie przedostanie się do zlewki w procesach zachodzących w tym zestawie (weryfikacja wiersza 1),
• wiedzieć, że zimny kompres powoduje, że większa ilość pary wodnej ulega skropleniu; układ jest otwarty – bez kompresu para mogłaby opuszczać układ bez skroplenia (wiersz 2),
• rozumieć, że woda zamienia się w parę na skutek dostarczenia do układu energii (wiersz 3).

Jak odpowiadali uczniowie?

Tabela 1: rozkład procentowy odpowiedzi uczniów na pytania postawione w poleceniu do zadania (właściwe odpowiedzi zaznaczono tłustym drukiem).

Mniej niż 30% uczniów odpowiedziało poprawnie na wszystkie trzy pytania. Jest to słaby wynik, zważywszy na fakt, że procesy opisane w zadaniu  omówione są już w podstawie programowej przyrody do szkoły podstawowej.

Na wykresie zamieszczonym poniżej przedstawiono procent prawidłowych odpowiedzi, na wszystkie trzy pytania, udzielonych w tym zadaniu przez uczniów podzielonych na osiem równolicznych grup. Uczniowie z grupy pierwszej uzyskali najniższe średnie wyniki w całym teście, a z ósmej – najwyższe.

Z analizy wykresu wynika, że nieco więcej niż 10% najsłabszych uczniów prawidłowo rozwiązało całe zadanie. Wraz z rosnącym poziomem umiejętności uczniów odsetek prawidłowych odpowiedzi rośnie, ale osiąga tylko 70% w ósmej grupie uczniów, którzy zdobyli największą liczbę punktów z całego testu.

Dane źródłowe do przygotowania wykresu pochodzą z badania Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych „Laboratorium myślenia”.

UWAGA DO ZADANIA: Opis umiejętności mierzonych w zadaniu można uzupełnić o następujące podpunkty z podstawy programowej przedmiotu fizyka dla III etapu edukacyjnego:

2.6  analizuje  jakościowo zmiany energii wewnętrznej spowodowane wykonaniem pracy i przepływem ciepła,

2.9 opisuje zjawiska topnienia, krzepnięcia, parowania, skraplania, sublimacji i resublimacji;

Słowa kluczowe