Razgovarajte s učenicima o tome što znaju o spektrometriji. Gdje ona ima praktičnu primjenu? Osim za određivanje kemijskog sastava različitih uzoraka, spektrometrija je ostavila znatan trag u istraživanju svemira. Sastav udaljenih nebeskih tijela, pa i činjenica da se svemir širi, otkriveni su zahvaljujući spektrometriji.

Među prvima istraživan je spektar zračenja koje dolazi iz cijevi napunjene užarenim razrijeđenim vodikom.

Brojni istraživači istražuju emisijske spektre različitih elemenata kako bi se mogli prepoznati u uzorcima nepoznatog sastava.

U kakvoj su vezi spektrometrija i građa atoma?

Pogledajte s razredom videozapis na poveznici.

Raspravite s učenicima o njihovim opažanjima.

Potom podijelite učenike u parove u kojima će raspraviti i zajednički formulirati opažanja i zaključke koristeći se alatom Padlet, tako da unaprijed kreirate prostor za suradnju, a učenicima podijelite poveznicu kako bi joj pristupili korištenjem računala ili pametnih telefona.

Neka učenici pokrenu simulaciju (na mobitelu ili računalu) u kojoj su vizualizirani spektri koje emitiraju različiti elementi.

Učenici neka opišu eksperimentalni postav koji vide u simulaciji.

Raspravite s njima o sljedećem:

– ulozi visokonaponskog izvora,

– boji emitirane svjetlosti i o tome kako dolazi do emisije svjetlosti iz cijevi.

Ponovite kako prizma razlaže svjetlost.

Odabirom plemenitih plinova učenici opažaju njihove spektre.

Raspravite s učenicima o razlikama u opaženim spektrima.

Neka učenici pri promatranju spektra vodika pomiču klizač kako bi odredili koje valne duljine emitira vodik.

Pitajte učenike: Kako bi na osnovi snimljenog spektra ulične svjetiljke odredili kemijski sastav tog izvora?

Postavite učenicima pitanje: Ako svaki atom ima jedinstven emisijski, što je s i apsorpcijskim spektrima? Jesu li i oni jedinstveni za dani element?

Raspravite o razlici između emisijskih i apsorpcijskih spektara.

Iskoristite priliku i s učenicima razgovarajte o svjetlosnom onečišćenju.

Kako ono utječe na ljude? Kako ono utječe na životinje?

U mnogim međunarodnim dokumentima, kojima je potpisnica i Republika Hrvatska, ističe se pravo pojedinca na zdrav okoliš.

Što vaši učenici mogu i što su spremni učiniti da smanje negativne učinke svjetlosnog onečišćenja.

Postupci potpore

Pri prilagodbi scenarija važno je imati na umu da učenici s teškoćama u razvoju i učenici sa specifičnim teškoćama učenja predstavljaju heterogenu skupinu i da odabir prilagodbi valja temeljiti na pojedinačnim značajkama svakog učenika (jakim i slabim stranama, specifičnim interesima…), kao i obilježjima same teškoće. Preporučuje se, u dogovoru s učenikom, učenika s teškoćama premjestiti u prednje klupe u razredu kako bi ga se moglo popratiti i pružiti mu dodatnu uputu ili pomoć pri izvršavanju zadatka.

Vodite računa o tome da pri prikazivanju videozapisa uključite titlove kako bi učenici s oštećenjem sluha mogli lakše pratiti sadržaj videozapisa.

Pri podjeli u parove uvijek je važno voditi računa o obilježjima pojedinog para. Učenike s motoričkim teškoćama uparite s učenikom koji se dobro snalazi u digitalnim alatima.

Pri razrednoj raspravi ne ustrajte u tome da učenici s teškoćama kao što su poremećaj govora ili izražena anksioznost govore, osim ako se sami ne jave. Nemojte isticati učenika s teškoćama ako pogriješi. Nakon razredne rasprave omogućite učeniku s teškoćama odgovore na pitanja koja su se postavljala tijekom rasprave.

Provjeravajte snalaze li se učenici s teškoćama u korištenju digitalnim alatom. Po potrebi osigurajte i pisane upute sa slikovnim prikazima radi lakšeg korištenja alatom.

Dodatne informacije o postupcima potpore učenicima s teškoćama u učenju možete potražiti u priručniku Didaktičko-metodičke upute za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. Također, potražite Smjernice za rad s učenicima s teškoćama i savjete učiteljima na stranicama Hrvatske udruge za disleksiju.

Za učenike koji žele znati više

Aktivnost za učenike koji žele znati više o emisijskim spektrima može se izvoditi na satu, primjerice za vrijeme dodatne nastave, a može se prilagoditi kao samostalan rad kod kuće ili za izvođenje nastave na daljinu uz potporu.

Zainteresirane učenike podijelite u parove. Neka na računalu pokrenu simulaciju na poveznici.

U ovoj aktivnosti putem računalne simulacije opaža se svjetlost koju emitiraju cijevi punjene plinovima i spektri koji su emitirani kako bi se bolje razumjelo kako se emisijski spektri upotrebljavaju, na primjer za utvrđivanje kemijskog sastava zvijezda.

Upute i zadatke podijelite na platformi MS Teams sustava Office 365 u unaprijed kreiranoj OneNote bilježnici, kojoj će učenici pristupati koristeći se AAI@Edu.Hr identitetom na računalima ili pametnim telefonima.

Neka učenici u paru rasprave i o razlici između elektrona koji struje između elektroda u cijevi i elektrona koji pripada određenom atomu koji istražujemo!

Spektar vodika i žive

Razgovarajte s učenicima:

U kojim dijelovima spektra će vodik emitirati fotone pri visokim energijskim stanjima? Neka iznesu pretpostavke i obrazlože ih.

Kako bismo provjerili pretpostavke? Koje su promjene energijskih razina kod vodikova atoma moguće?

Zatim neka nastave raditi na vježbi.

Za svaku od promjena energijskih razina neka predvide je li prijelaz u UV dijelu, vidljivom dijelu ili IR dijelu spektra.

Neka provjere svoje pretpostavke i ispune tablicu koju će izraditi korištenjem alata Word sustava Office 365, kojem također pristupaju korištenjem pametnog telefona ili računala. Neka označe opažanja u UV dijelu, IR dijelu spektra ili boji.

Ako se valna duljina ne može procijeniti u UV ili IR dijelu spektra, neka je označe kao daleko, dalje ili najdalje.

Razgovarajte s učenicima o tome koje razlike u spektrima očekuju između žive i vodika? Neka obrazlože pretpostavke, a zatim ih provjere vježbom.

Neka opišu razliku u spektrima žive i vodika.

Odgovore i zaključke učenici neka podijele na platformi MS Teams sustava Office 365 u unaprijed kreiranoj OneNote bilježnici.

Neki od vaših učenika povremeno gledaju kriminalističke serije na dostupnim platformama ili televiziji. U njima u nekom trenutku na scenu stupaju forenzičari. Razgovarajte s učenicima znaju li na koje načine forenzičari dokazuju postojanje nekih kemijskih elemenata ili spojeva na mjestu zločina ili primjerice na odjeći osumnjičenog.

Znaju li učenici koji su najčešći kemijski elementi u svemiru?

Kako je to otkriveno?

Gdje se još koristi spektrometrijskim metodama?

U kakvoj su vezi spektrometrija i Bohrov model atoma?

Što vaši učenici misle o tome? Porazgovarajte o tome, a potom ih uputite da se podijele u parove.

Neka pristupe mrežnoj stranici i na računalu pokrenu simulaciju „Model atoma vodika“.

Neka učenici preuzmu upute za izvođenje koje ste vi kreirali korištenjem alata OneNote bilježnica sustava Office 365, na platformi MS Teams, kojoj će učenici pristupati korištenjem AAI@Edu.Hr identiteta na računalima ili pametnim telefonima.

Zatražite od učenika da iznesu svoje pretpostavke o tome kakvu sliku očekuju ako uključe spektrometar. Razgovarajte s njima o njihovim pretpostavkama, ali bez da izričito odgovorite jesu li točne.

Pitajte ih:

Zašto su fotoni svjetlosti koji prolaze kućištem (označeno znakom „?“) prikazani različitim bojama? Što predstavlja boja fotona?

Kojih su boja otklonjeni fotoni u simulaciji?

Što se događa s ponekim fotonima pri prolasku kućištem? Koja je vaša pretpostavka: što je nepoznati uzorak u kućištu? Koliko je fotona različitih energija izišlo iz kućišta s uzorkom, a spektrometar ih je detektirao?

Zašto u prikazu detekcija spektrometra nisu zastupljeni fotoni svih boja (energija)?

Navedite koje su valne duljine zastupljene na prikazu detekcija spektrometra?

Neka učenici izračunaju energiju (u eV) detektiranog fotona najmanje valne duljine te neka pogledaju raspodjelu valnih duljina (os apscisa) na prikazu spektrometra.

Pitajte ih jesu li opažanja u skladu s pretpostavkama prije izvođenja pokusa. Raspravite s njima o tome.

Kakva su vaša opažanja vezana uz linearnost prikaza?

U programu MS Excel neka nacrtaju stupčasti grafički prikaz intenziteta u ovisnosti o valnoj duljini fotona zabilježenih na spektrometru. Skale neka budu linearne.

Kako objašnjavate oblik dobivenoga grafa?

Neka opišu svoja opažanja za svaki od modela te rasprave o tome u kojem je od ponuđenih modela rezultat zabilježen na spektrometru najbliži dobivenom u uvodnom dijelu kad su prikazivani rezultati eksperimenta.

Što predstavljaju brojevi n = 1 i n = 6 u simulaciji?

Koliki je n za osnovno stanje vodikova atoma?

Neka učenici prikažu skicom neke od prijelaza koje opažaju. Koliko energijskih prijelaza opažate u simulaciji? Opažaju li se svi mogući prijelazi?

Nakon toga neka na isti način kao i ranije uz pretpostavke i raspravu promatraju monokromatski prikaz.

Radeći u paru, učenici neka raspravljaju o svim postavljenim pitanjima i zajedno formuliraju zaključke i odgovore. U raspravi neka saslušaju mišljenje sugovornika i argumentiraju svoje. Također, podsjetite ih da je bitno da svatko da svoj doprinos radu.

Neka učenici konačno promatraju „Energije prijelaza“ za prvih pet navedenih valnih duljina i bilježe opažanja o elektronima. Neka svoja opažanja pokušaju objasniti nakon rasprave u paru.

Nakon toga neka nasumično namještaju valne duljine i to one koje nisu na popisu u izborniku te odabiru različite modele atoma.

Kakva su sada vaša opažanja?

Kako modeli atoma objašnjavaju postojanje samo određenih energijskih stanja?

Neka učenici podatke, rezultate i zaključke izrađene korištenjem alata OneNote bilježnica sustava Office 365 podijele na mjesto koje ste kreirali za ovu aktivnost, te po potrebi napisali i postavili upute, na platformi MS Teams, na način vidljiv i ostalim timovima. Neka timovi međusobno rasprave o rezultatima i zaključcima.

Traganje za odgovorima koje nam ne daje postojeći model vodi često do novog modela koji nastaje zahvaljujući novim spoznajama.

Vrijedi li to i u svakodnevnom životu? Vrijedi li to u demokratskom društvu?

Neka vaši učenici na nekom primjeru opišu kako se neka ideja popravljala I nadograđivala tijekom stoljeća (primjerice pravo glasa na izborima).

Postupci potpore

Učenike s disleksijom uputite na to da na Edutoriju odaberu opciju načina čitanja za disleksiju, a učenike oštećena vida uputite na opciju povećanja fonta pri radu na stranici Edutorij.

Provjeravajte snalaze li se učenici s teškoćama u korištenju digitalnim alatima. Po potrebi osigurajte i pisane upute sa slikovnim prikazima radi lakšeg korištenja alatom. U digitalnim alatima za učenika s oštećenjem vida valja prilagoditi svjetlinu na zaslonu te kontrast.

Tijekom rada u paru vodite računa o tome da učenik s teškoćama aktivno sudjeluje u svim aktivnostima te da ne bude pasivni promatrač. Važno je da unutar para učenik s teškoćama dobije jasne upute i zadatke.

Vodite brigu o tome da učenici sudjeluju u aktivnostima koje za njih imaju najmanje prepreka u odnosu na prisutno ograničenje, primjerice da učenik s disleksijom ne piše (osim ako ne izrazi želju). Provjeravajte s parom kako napreduje u izvršavanju zadatka.

Ako u razredu postoje učenici s poremećajem iz autističnog spektra, valja im najaviti strukturu sata na početku, kao i svaku promjenu aktivnosti.

Pitajte učenike znaju li tko je bio Joseph von Frauenhofer.

Danas će vaši učenici analizirati apsorpcijski spektar natrija.

Ovaj se pokus izvodi demonstracijski. Učenike grupirajte u grupe od 4 učenika.

Razgovarajte s učenicima jesu li na nastavi Kemije vidjeli kako natrij boji plamen. Ako jesu, postavite im pitanje: Kako natrij boji plamen?

Ako nisu vidjeli, a postoji mogućnost, izvedete pokus ili pogledajte zajedno pokus na poveznici.

Nakon pokusa raspravite s njima o njihovim opažanjima.

Zatražite od njih da iznesu svoje pretpostavke o tome kako će on izgledati. Imaju li neka očekivanja o položaju nekih tamnih linija? Neka objasne.

Raspravite s učenicima o njihovim pretpostavkama, ali bez iznošenja rješenja.

S pomoću eksperimentalnog postava na slici potrebno je dobiti što svjetliju i oštriju sliku spektra izvora svjetlosti. Dio prostorije u kojoj se izvodi pokus treba djelomično zatamniti.

Pitajte učenike: Kakav je spektar dobiven?

Predstavnik svake grupe neka mobitelom fotografira dobiveni spektar.

Nakon toga se u tarionike smrvi suho gorivo za potpalu „esbit“ tablete (koristi se u džepnim kuhalima) i u odgovarajućoj plitkoj pravokutnoj limenoj posudi pomiješa se s kuhinjskom soli.

Unaprijed treba pripremiti pravokutni komad lima dovoljno velik da se od njega može napraviti tunel kojim će se natkriti limena posuda s mješavinom kao što je prikazano na slici.

Tunel se zagrijava plamenikom kako je prikazano na slici,

Odaberite učenika koji će pomicati zaslon dok se ne uhvati traženi spektar.

Predstavnici grupa neka ponovno fotografiraju dobiveni spektar.

Svaka grupa treba imati računalo. Radi razlučivosti snimaka fotografije treba učitati na računalo.

U programu MS PowerPoint, kojem će pristupiti korištenjem AAI@Edu.Hr identiteta, na istoj se sličici zalijepe obje fotografije spektara, jedna ispod druge, kao što prikazuje slika.

Nakon obrade sličica se spremi kao fotografija (JPG) i otvori.

Raspravite s učenicima o njihovim opažanjima na fotografiji.

Neka usporede opažanja sa svojim pretpostavkama.

Pokažite im apsorpcijski spektar natrija.

Raspravite s učenicima o natrijevu dubletu (D1 i D2 linije), odnosno dvostrukoj tamnoj liniji u apsorpcijskom spektru natrija.

Neka objasne razlike u dobivenim spektrima.

Postavite im pitanje: Radi li se tu o čistom natriju?

Koje su okolnosti možda otežavajuće pri snimanju spektra natrija?

Učenici neka u grupama rasprave i zajednički formuliraju odgovore i zaključke. Također, važno je da svaki član grupe preuzme svoj dio odgovornosti za izvršenje zadataka.

Podatke, rezultate i zaključke izrađene korištenjem alata OneNote bilježnica sustava Office 365 neka podijele na mjestu koje ste kreirali za ovu aktivnost, te po potrebi napisali i postavili upute, na platformi MS Teams na način vidljiv i ostalim timovima. Neka timovi međusobno rasprave o rezultatima i zaključcima.

Razgovarajte s učenicima i o tome jesu li znali da se apsorpcijska spektroskopija primjenjuje i u analitici lijekova.

Iskoristite priliku i da ih podsjetite na važnost brige o vlastitom zdravlju ne bi li smanjili vjerojatnost obolijevanja od nekih bolesti, kao i o važnosti da su zdravstvene usluge dostupne svima bez obzira na mjesto stanovanja i imovinski status, što je vrijednost koja je deklarirana u mnogim dokumentima kojima je potpisnica i Republika Hrvatska.

Postupci potpore

Provjeravajte snalaze li se učenici s teškoćama u korištenju digitalnim alatima. Po potrebi osigurajte i pisane upute sa slikovnim prikazima radi lakšeg korištenja alatom. Za učenike s oštećenjem vida valja prilagoditi svjetlinu u prostoru i na zaslonu te kontrast.

U radu predvidite više vremena za rješavanje zadataka za učenike s teškoćama, što se posebno odnosi na učenike s disleksijom kojima je potrebno više vremena za čitanje i pisanje.

Učenika s poremećajem aktivnosti i pažnje smjestite u skupinu s učenikom koji djeluje usmjeravajuće (oblik vršnjačke podrške).

Pri razrednoj raspravi učeniku s oštećenjem sluha osigurajte dobru vidljivost govornikova lica i usana. Pričekajte nakon postavljanja pitanja kako bi i učeniku s oštećenjem sluha dali priliku da se javi i odgovori (pauza osigurava vrijeme za obradu informacija). Ne ustrajte u tome da učenici s teškoćama kao što su poremećaj govora ili izražena anksioznost govore osim ako se sami ne jave.