Transcript A közoktatási kémia és fizika tananyagok közötti kapcsolatok

A közoktatási kémia és fizika
tananyagok közötti kapcsolatok
Szalay Luca
ELTE Kémiai Intézet
[email protected]
Tartalom
1. Az új kerettantervi óraszámok
2. Az általános tagozat „B” változatának
tananyaga kémiából
3. A reáltagozat emelt óraszámú tananyaga
kémiából
4. A fizika és a kémia témakörei
korcsoportonként és képzési formánként
5. Kapcsolatok a fizika és a kémia tananyag
között
6. Komplex természettudományos feladatok,
integrált projektek
1. Az új kerettantervi óraszámok
a) alap óraszámok
FIZIKA
Évfolyam
Heti
óraszám
7.
1,5 (1)
8.
1,5 (2)
9.
2
10.
2
11.
2
12.
0
KÉMIA
Évfolyam
Heti
óraszám
7.
1,5 (1)
8.
1,5 (2)
9.
2
10.
2
11.
0
12.
0
3
1. Az új kerettantervi óraszámaok
b) emelt óraszámok
FIZIKA
Évfolyam
Heti
óraszám
7.
1,5 (1)
8.
1,5 (2)
9.
3
10.
3
11.
3
12.
3
KÉMIA
Évfolyam
Heti
óraszám
7.
1,5 (1)
8.
1,5 (2)
9.
2
10.
3
11.
3
12.
3
4
2. a) Általános tagozat – Alapelvek
•
•
•
•
NAT kompatibilitás (kevés óra ↔ NAT tartalom sok!)
A fogalmak és összefüggések logikus rendszere
Cél: kémiai alapműveltség
Eszközök:
– A természettudományos gondolkodás elemei (pl.
megfigyelés, rendszerezés, modell- és
hipotézisalkotás, kontrollvizsgálat, következtetések
közzététele és megvitatása)
– Sok kísérlet (tanári, tanulói, ill. részben a tanulók
által tervezett)
– Tudománytörténet
– Módszertani ajánlások (változatosság!)
5
• Szabadság a tankönyvírónak
2. b) Általános tagozat – A tananyag elrendezése
• Moduláris felépítés: 6 évf. gim. = ált. isk. + 4 évf. gim.
– 7-8. évfolyam azonos a reál tagozatéval
(mivel sajnos az óraszám is azonos)
– 9-10. évfolyam:
• A szervetlen kémia NEM maradhat ki
• Az atomszerkezetben kevesebb absztrakt
fogalom
• Csökkentett tananyag (cél a hétköznapokban, ill.
a felnőtt életben való használhatóság, az
informácókeresés- és feldolgozás tanítása)
6
• Általános – szervetlen – szerves kémia
2. c) Általános tagozat: 7-8. évfolyam
• Részecskeszemlélet (golyómodell),
• Periódusos rendszer (Bohr-modell alapján)
• Oktett-szabály (kémiai kötések: ionos, kovalens,
fémes)
• Anyagmennyiség van, de oldatösszetétel csak %!
• Kémiai reakciók
– Sav-bázis (csak a disszociáció elmélete alapján)
– Redoxi (csak oxigénátmenet alapján)
• Anyagismeret az előfordulás helye szerint:
–
–
–
–
Élelmiszerek (egészséges életmód)
Kémia a természetben (fenntarthatóság)
Kémia az iparban (a vegyipar haszna)
Kémia a háztartásban (balesetvédelem)
7
2. d) Általános tagozat: Általános kémia
• Kvantummechanika csak érintőlegesen, ill. a
módszertani ajánlások között
• Periódusos rendszer (Bohr-modell alapján)
• Elektronegativitás (kötések fajtái – kötéspolaritás –
molekulapolaritás – makroszkopikus tulajdonságok
halmazokban, pl. oldhatóság)
• Anyagi rendszerek (fázisok és komponensek)
• Kémiai reakciók
– Sav-bázis (protonátmenet alapján, gyenge sav/bázis)
– Redoxi (elektronátmenet alapján, oxidációs szám van)
• Elektrokémia
8
2. e) Általános tagozat: Szervetlen kémia
• A periódusos rendszer csoportjai szerint haladva
(hidrogén – nemesgázok – nemfémek – fémek)
• Szerkezet – tulajdonságok összefüggései
• Szempontok:
– Atom-, molekula- és halmazszerkezet
– Fizikai és kémiai tulajdonságok
– Előfordulás
– Előállítás
– Felhasználás
• Sok érdekesség a módszertani ajánlások között
9
2. f) Általános tagozat: Szerves kémia
•
•
•
•
Nevezéktan, képletek, izomériák
Szerkezet – tulajdonságok összefüggései
A legfontosabb képviselőkre koncentrál
Felépítés
– Szénhidrogének és halogénezett származékaik
– Oxigéntartalmú szerves vegyületek
– Nitrogéntartalmú szerves vegyületek
– Az élet molekulái
• Sok érdekesség a módszertani ajánlások között
10
3. a) Reáltagozat - Alapelvek
• 7-8. évfolyam: azonos az általános tagozatéval
• 9-12. évfolyam: nagyobb óraszám → elmélyültebb
tudás
• Összegezés a 12. évfolyamon
• Alapok
– az emelt szintű érettségire
– a szakirányú továbbtanuláshoz
• Sok kísérlet
• Sok érdekesség a módszertani ajánlások között
11
3. b) Reál tagozat – A tananyag elrendezése
• 7-8. évf.: azonos az általános tagozattal
• 9. évf. : Általános kémia:
– több absztrakt fogalom (pl. atom- és molekulapálya)
– nincs elektrokémia
• 10. évf. : Szerves kémia (bővebb, mint az általános)
• 11. évf.: Szervetlen kémia (elektrokémiával kezd!)
• 12. évf.: Összegzés, kitekintés
– Pályaorientáció (a kémikusok munkája)
– Felkészülés az érettségire:
• elvégzendő kísérletek
12
• számolási feladatok.
4. a) A 7-8. évfolyamok témakörei („B” változatok)
FIZIKA
KÉMIA
1. Természettudományos
vizsgálati módszerek (6 óra)
1. A kémia tárgya, kémiai
kísérletek (4 óra)
2. Optika, csillagászat (14 óra)
2. Részecskék, halmazok,
változások, keverékek (16 óra)
3. Hőtan (14 óra)
3. A részecskék szerkezete és
tulajdonságai, vegyülettípusok
(12 óra)
4. Mozgások (16 óra)
4. A kémiai reakciók típusai
(14 óra)
5. Energia (9 óra)
5. Élelmiszerek és az
egészséges életmód (13 óra)
6. Nyomás (14 óra)
6. Kémia a természetben
(12 óra)
7. Elektromosság, mágnesség
(12 óra)
7. Kémia az iparban (12 óra)
13
8. Kémia a háztartásban (14 óra)
4. b) A 9-10. évfolyamok témakörei („B”)
FIZIKA
KÉMIA
1. Minden mozog, a mozgás relatív
– a mozgástan elemei (18 óra)
1. A kémia és az atomok világa
(5 óra)
2. Okok és okozatok
(Arisztotelésztől Newtonig) A newtoni mechanika elemei
(24 óra)
2. Kémiai kötések és
kölcsönhatások halmazokban
(8 óra)
3. Erőfeszítés és hasznosság
Munka – Energia – Teljesítmény
(7 óra)
3. Anyagi rendszerek (8 óra)
4. Folyadékok és gázok
mechanikája (8 óra)
4. Kémiai reakciók és
reakciótípusok (15 óra)
5. Közel- és távolhatás –
Elektromos töltés és erőtér (7 óra)
5. Elektrokémia (6 óra)
6. A mozgó töltések – az
egyenáram (14 óra)
6. A hidrogén, a nemesgázok, a
halogének és vegyületeik (7 óra)
14
A 9-10. évfolyamok témakörei („B” folytatás)
FIZIKA
KÉMIA
7. Hőhatások és állapotváltozások –
hőtani alapjelenségek, gáztörvények (8
óra)
7. Az oxigéncsoport és elemeinek
vegyületei (10 óra)
8. Részecskék rendezett és rendezetlen
mozgása –
A molekuláris hőelmélet elemei (4 óra)
8. A nitrogéncsoport és elemei
vegyületei (6 óra)
9. Energia, hő és munka – a hőtan
főtételei (15 óra)
9. A széncsoport és elemei szervetlen
vegyületei (6 óra)
10. Hőfelvétel hőmérsékletváltozás nélkül 10. A fémek és vegyületeik (10 óra)
– halmazállapot-változások (5 óra)
11. Mindennapok hőtana (4 óra)
11. A szénhidrogének és halogénezett
származékaik (19 óra)
12. Az oxigéntartalmú szerves
vegyületek (20 óra)
13. A nitrogéntartalmú szerves
vegyületek (10 óra)
15
4. c) A 11. évfolyam témakörei („B” változat)
FIZIKA
1. Mechanikai rezgések, hullámok
(11 óra)
KÉMIA
-
2. Mágnesség és elektromosság –
Elektromágneses indukció,
váltóáramú hálózatok (11 óra)
3. Rádió, televízió, mobiltelefon –
Elektromágneses rezgések,
hullámok (4 óra)
4. Hullám- és sugároptika (11 óra)
5. Az atomok szerkezete (6 óra)
6. Az atommag is részekre
bontható – a magfizika elemei (6
óra)
7. Csillagászat és asztrofizika
elemei (8 óra)
16
4. d) A 9-10. évfolyamok témakörei („emelt”)
FIZIKA
KÉMIA
1. Alapozó mérési gyakorlatok (8 óra)
1. Az atomok szerkezete és a
periódusos rendszer (11 óra)
2. Mozgástan (16 óra)
2. Kémiai kötések és kölcsönhatások
halmazokban (11 óra)
3. Pontszerű testek és pontrendszerek
dinamikája (23 óra)
3. Anyagi rendszerek (16 óra)
4. Testek egyensúlya – statika (6 óra)
4. A kémiai reakciók általános
jellemzése (9 óra)
5. Mechanikai munka, energia (8 óra)
5. Sav-bázis folyamatok (10 óra)
6. Az égi és földi mechanika egysége (6 6. Redoxireakciók (8 óra)
óra)
7. Folyadékok és gázok mechanikája
(13 óra)
7. Bevezetés: A szerves kémia tárgya
(4 óra)
8. Elektrosztatika (11 óra)
8. Szénhidrogének és halogénezett
származékaik (25 óra)
9. Egyenáram (18 óra)
9. Oxigéntartalmú szerves
vegyületek (35 óra)
17
A 9-10. évfolyamok témakörei (emelt folyt.)
FIZIKA
KÉMIA
10. Hőtani alapok (3 óra)
10. Szénhidrátok (13 óra)
11. Gázok makroszkopikus
vizsgálata (9 óra)
11. Aminok, amidok és
nitrogéntartalmú heterociklusos
vegyületek (10 óra)
12. Kinetikus gázmodell (7 óra)
12. Aminosavak és fehérjék (7 óra)
13. A termodinamika főtételei
(17 óra)
13. Nukleotidok és nukleinsavak (3
óra)
14. Halmazállapotok,
halmazállapot-változások ( 8 óra)
14. Szerves kémiai számítások (20
óra, de beleépítve az egyes témakörök
időkeretébe)
15. Hőterjedés (4 óra)
16. Mindennapok hőtana (5 óra)
17. Tematikus évi mérési
gyakorlatok (8 óra)
18
4. e) A 11-12. évfolyamok témakörei („emelt”)
FIZIKA
KÉMIA
1. Mechanikai rezgések (12 óra)
1. Elektrokémia (20 óra)
2. Mechanikai hullámok, hangtan
(15 óra)
2. Szervetlen kémiai bevezető (4 óra)
3. Elektromágneses indukció,
váltóáram (14 óra)
3. Nemesgázok (4 óra)
4. Elektromágneses rezgés,
elektromágneses hullám (10 óra)
4. Hidrogén (4 óra)
5. Hullám- és sugároptika (12 óra)
5. Halogének (8 óra)
6. Atomfizika I. – héjfizika (12 óra)
6. Az oxigéncsoport (12 óra)
7. Kondenzált anyagok szerkezete és
fizikai tulajdonságai (6 óra)
7. Nitrogéncsoport (12 óra)
8. Atomfizika II. – magfizika (15 óra)
8. Széncsoport (8 óra)
9. Mechanikai kiegészítések: merev
testek mechanikája (15 óra)
9. A fémek általános jellemzése (3
óra)
10. Csillagászat és asztrofizika
(14 óra)
10. Az s-mező fémei (6 óra)
19
A 11-12. évfolyamok témakörei (emelt folyt.)
FIZIKA
KÉMIA
11. Környezetfizika (6 óra)
11. A p-mező fémei ( 4 óra)
12. Fizika és a társadalom (5 óra)
12. A d-mező fémei (12 óra)
13. Tematikus évi mérési
gyakorlatok (8 óra)
13. Szervetlen kémiai számítások
(20 óra, de beleépítve az egyes
témakörök időkeretébe)
14. Rendszerező ismétlés (15 óra)
14. Kémia körülöttünk és bennünk
(4 óra)
15. A kémia hatása az emberi
civilizáció fejlődésére (10 óra)
16. A kémia előtt álló nagy kihívások
(24 óra)
17. Az érettségi követelmények által
előírt kísérletek gyakorlása (20 óra)
18. Az érettségi követelmények által
előírt számítási feladatok gyakorlása
20
(20 óra)
5. a) Kapcsolatok a fizika és a kémia
tananyag között
1. Kapcsolódási pontok
2. Egymásra épülések
3. Átfedések
?
21
5. a) A 7-8. évfolyamok témakörei („B” változatok)
FIZIKA
KÉMIA
1. Természettudományos
vizsgálati módszerek (6 óra)
1. A kémia tárgya, kémiai
kísérletek (4 óra)
2. Optika, csillagászat (14 óra)
2. Részecskék, halmazok,
változások, keverékek (16 óra)
3. Hőtan (14 óra)
3. A részecskék szerkezete és
tulajdonságai, vegyülettípusok
(12 óra)
4. Mozgások (16 óra)
4. A kémiai reakciók típusai
(14 óra)
5. Energia (9 óra)
5. Élelmiszerek és az
egészséges életmód (13 óra)
6. Nyomás (14 óra)
6. Kémia a természetben
(12 óra)
7. Elektromosság, mágnesség
(12 óra)
7. Kémia az iparban (12 óra)
22
8. Kémia a háztartásban (14 óra)
5. b) Kapcsolatok a fizika és a kémia
tananyag között - konklúzió
1. Keressük meg a kapcsolódási pontokat!
2. Valósítsuk meg az egymásra épüléseket!
3. Lehetőleg kerüljük a teljes átfedéseket!
23
6. a) Komplex természettudományos feladatok 1.
Rákóczi Melinda szakdolgozata (ELTE, 2010)
• Problémafelvetés (hétköznapi, érdekes téma): Hogyan
működnek az önmelegítős/önhűtős italok?
• Motiváció (akkor működött): http://www.caldocaldo.it/index.html
• Cél: az oldódás energiaviszonyaival kapcsolatos ismeretek
gyakorlása és képességfejlesztés.
• A fokozatosság és az „egyensúly” jegyében:
– Nagyon egyszerű modellkísérlet, de meg is kell tervezni!
– Hagyományos, elméleti tudást igénylő feladatok szerepe.
• Feladatlap
‒ A kísérlet és az elméleti vonatkozások
egyensúlya.
‒ Számolásos feladat!
‒ Kitekintő kérdések: pl. környezetvédelem.
6. b) Komplex természettudományos feladatok 2.
Géniusz tanfolyam – „Szeret - nem szeret…?”
• Felhasználható: a „hasonló a hasonlóban oldódik” elv induktív
módszerrel (tanulókísérleteken keresztül) való bevezetéséhez
• Alkotórészei ismertek és használtak:
– A jód oldódása vízben és apoláris szerves oldószerekben
– 3 fázisú rendszer összeállítása vízből és a víznél nagyobb, ill. kisebb
sűrűségű szerves oldószerből
• „Újdonságok” az IBST elemeket tartalmazó változatban:
• Szabályszerűségek önálló felismerése →
- a „lila oldat” sűrűségét az összetevők különböző sűrűsége miatt azok
térfogatának aránya befolyásolja
- a „lila oldat” (szerves fázis) „természete” az oldhatóság szempontjából
ugyanúgy különbözik a víztől, mint a zsíré vagy az olajé
• Hipotézisalkotás →megvitatás a csoportban, a tanulókísérletek
megtervezése, elvégzése és a következtetések levonása
- a „lila oldat” sűrűségének növeléséhez a nagyobb sűrűségű
alkotórészből kell hozzá önteni (ill. fordítva)
- a két elkülönülő oldat egyesítéséhez mosó- vagy mosogatószer kell .
6. c) Komplex természettudományos feladatok 3.
http://www.chem.elte.hu/w/modszertani/fellap.html
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Hamupipőke és más történetek (A keverékek szétválasztása)
A korrózió vasfoga (A fémek redukáló sora és korróziója )
Az ősi ellenség (Vízkeménység)
Porkeverékek tömegszázalékos összetételének meghatározása
Csepp a tengerben? (Anyagmennyiség és elegyösszetétel)
Reakciósebesség (több variációban), pl.:
– „Gyorsulási” verseny vegytan módra
– A reakciósebességet befolyásoló tényezők vizsgálata
Kémhatás (több variációban), pl.:
– Ki kicsoda? (7. évf.)
– Savak, bázisok, modellek… (9. évf.)
– Kékszilva: a gyümölcs, ami piros, amikor zöld (9. évf.)
„Változó és változatlan” (A fizikai és a kémiai egyensúlyok)
Oxigéntartalmú szerves vegyületek vizsgálata
Nassolók kémiája (Élelmiszergélek)
26
6. d) Integrált projektekhez ajánlott linkek
http://metal.elte.hu/~ttomc/
http://www.compacitypro.nl/Hungariantransl
ations/tabid/370/Default.aspx
http://www.compacitypro.nl/ProBaseMenu/ta
bid/377/Default.aspx
http://standardbase.vapronet.nl/
http://slc.pszk.nyme.hu/
27
KÖSZÖNÖM A MEGTISZTELŐ FIGYELMET!
28