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:
- Sprawdźmy, co już wiemy – Dlaczego materia jest istotna?
- Pomiar i obliczenia – Jak ustalić masę obiektu i obliczyć jego objętość?
- 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:
- Cząsteczki w ruchu – Jak zachowują się cząstki materii?
- Parowanie i skraplanie – Czy można zaobserwować te procesy?
- 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:
- Identyfikacja substancji – Jak wykorzystać właściwości fizyczne do rozpoznawania obiektów?
- 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:
- Metody separacji – Jak rozdzielić mieszaninę ciał stałych?
- Eksperyment z mieszaniem – Co się stanie po połączeniu dwóch materiałów?
- 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:
- Identyfikacja reakcji – Jak rozpoznać reakcję chemiczną?
- 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:
- Analiza procesu – Jak oczyszczana jest zanieczyszczona woda?
- Działanie filtracji – Jak układ filtracyjny usuwa zanieczyszczenia z wody?
- Udoskonalenie technologii – Jak można zoptymalizować system filtracji?
- 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.
