Wiązka zadań
Magazyn wodoru
Zadanie
Jednym ze źródeł energii w przyszłości będzie prawdopodobnie wodór. Potencjalnym magazynem wodoru może być stosowany powszechnie w przemyśle chemicznym związek o wzorze NaBH4. Reakcja uwalniania wodoru z NaBH4 jest stosunkowo prosta:
NaBH4 + 2H2O → 4H2 + NaBO2.
Reakcja zachodzi w temperaturze około 140°C.
Oceń, które z podanych poniżej informacji dotyczących reakcji uwalniania wodoru, opisanej we wstępie, są prawdziwe, a które fałszywe.
| Stwierdzenie | Czy dotyczy reakcji opisanej we wstępie? | |
| 1. | Jest to reakcja analizy | `square` Tak / `square` Nie |
| 2. | Produktem tej reakcji jest woda. | `square` Tak / `square` Nie |
Poprawna odpowiedź
1. - Nie
2. - Nie
Wymaganie ogólne
1.1 Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno – komunikacyjnych.
2.2 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń zna związek właściwości różnorodnych substancji z ich zastosowaniami i ich wpływ na środowisko naturalne;
Wymaganie szczegółowe
3.2 Reakcje chemiczne. Uczeń opisuje, na czym polega reakcja syntezy, analizy i wymiany/ podaje przykłady różnych typów reakcji i zapisuje odpowiednie równania/ wskazuje substraty i produkty/ dobiera współczynniki w równaniach reakcji chemicznych/ obserwuje doświadczenia ilustrujące typy reakcji i formułuje wnioski.
Komentarz
Umiejętnością mierzoną w tym zadaniu jest wnioskowanie na podstawie analizy równania reakcji chemicznej. Aby prawidłowo rozwiązać zadanie uczeń powinien posiadać wiedzę na temat podstawowych typów reakcji chemicznych oraz umieć wskazać substraty i produkty w równaniach chemicznych.
Zadanie jest skonstruowane wokół aktualnej problematyki alternatywnych źródeł energii i opiera się na analizie zapisu równania chemicznego tetrahydroboranu sodu z wodą, w wyniku której powstaje wodór i boran sodu. Uczeń proszony jest o określenie, czy dwa stwierdzenia dotyczące tej reakcji są prawdziwe czy fałszywe.
Aby poprawnie sklasyfikować stwierdzenie 1 należy:
- przypomnieć sobie wiedzę na temat podstawowych typów reakcji chemicznych (syntezy, analizy, wymiany), a w szczególności definicję reakcji analizy, jako procesu, w którym z jednego substratu powstaje więcej niż jeden produkt o prostszym składzie;
- przeanalizować równanie reakcji i zauważyć, że w jej wyniku z dwóch różnych substratów powstają dwa inne produkty;
- zidentyfikować proces jako reakcję wymiany, co natychmiast prowadzi do konkluzji, że stwierdzenie jest fałszywe.
Określenie prawdziwości stwierdzenia 2 wymaga od ucznia:
- zidentyfikowania w równaniu reakcji substratów (po lewej stronie) oraz produktów (po prawej)
- rozpoznania w równaniu reakcji wzoru chemicznego wody (H2O)
- wywnioskowania, że skoro wzór chemiczny wody znajduje się po lewej stronie równania, to jest ona substratem reakcji a nie jej produktem, co prowadzi do wniosku, że stwierdzenie jest fałszywe.
Zadanie zostało zbadane na grupie 136 uczniów z klas III gimnazjum. Określenie prawdziwości stwierdzenia 1 dotyczącego typu reakcji sprawiło uczniom poważną trudność – poprawnej odpowiedzi udzieliło 54% uczniów, zatem wynik mieścił się w granicach losowego wyboru odpowiedzi (50%). Tylko w grupie uczniów, którzy osiągnęli najwyższe wyniki z całego testu, procent poprawnych odpowiedzi był znacząco wyższy, natomiast w grupie uczniów, którzy uzyskali najniższe wyniki w całym teście, zdecydowanie przeważały odpowiedzi błędne. Oznacza to, że większość uczniów (nawet tych uzyskujących średnie wyniki) nie posiada wiadomości na temat podstawowych typów reakcji chemicznych i nie potrafi ich rozpoznać na podstawie równania reakcji chemicznej. Dla stwierdzenia 2, wynik był nieco wyższy i wyniósł 66% poprawnych odpowiedzi. Tym razem tylko odpowiedzi uczniów, którzy osiągnęli najsłabsze wyniki z całego testu, były na poziomie losowego wyboru lub niższe. Wśród pozostałych uczniów, większość wybrała poprawne odpowiedzi, przy czym na ogół obserwowano korelację pomiędzy poziomem umiejętności uczniów a wynikiem, który uzyskali. Wskazuje to na dość dobre rozumienie koncepcji substratów i produktów reakcji przez większość uczniów.
Zadanie należy uznać za raczej trudne – w całości zostało rozwiązane przez 40% uczniów, wobec 25% dla losowego wyboru odpowiedzi. Wynik badania wskazuje, że na lekcjach chemii należy poświęcić zdecydowanie więcej uwagi zagadnieniom reakcji chemicznych oraz umiejętności wykorzystania informacji zawartych w symbolicznych zapisach przebiegu tych reakcji (równaniach reakcji). Zadanie stosunkowo słabo różnicowało uczniów ze względu na poziom umiejętności – tylko wyniki uczniów, którzy wypadli najsłabiej i najlepiej w całym teście, w znaczący sposób odbiegały od pozostałych.
Dodatkowym walorem zadania jest zwrócenie uwagi uczniów na problematykę poszukiwania nowych, alternatywnych źródeł energii.
Utwór jest chroniony prawem autorskim. Zasady i warunki korzystania z niego określa Regulamin Serwisu Bazy Dobrych Praktyk.
"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl
