Kako bi učenici bolje razumjeli vrijednost otkrića periodnog sustava elemenata i Mendeljejevljevu potrebu da dotad poznatih 60 elemenata stavi u red, tj. da ih klasificira, zadajte učenicima da u skupinama izvedu praktični rad. Svakoj skupini dodijelite kutiju s dugmadi različitih boja, veličina i materijala, radni listić s uputama za praktični rad i radni listić za istraživanje u koracima. Možete učenicima unaprijed zadati da prikupljaju različitu dugmad i donesu ih na nastavu, a vi ih rasporedite u kutije prije izvođenja aktivnosti.

Za praktični rad pripremite: dugmad, kartonske kutije (broj kutija ovisi o broju skupina).

Opis postupka:

Zadajte učenicima da razvrstaju dugmad prema dogovorenom kriteriju u dvije skupine; primjerice najprije prema vrsti materijala, a potom svaku skupinu neka dalje razvrstavaju na više podskupina prema novome kriteriju, sve dok ne iskoriste većinu mogućnosti. Upitajte učenike postoje li još neke mogućnosti daljnjega razvrstavanja. Postoji mogućnost da neke vrste dugmadi bude više, a neke manje, što možete povezati sa zastupljenosti elemenata u prirodi. Kutija sa sličnim dugmićima predstavlja element, a dugmići s malim razlikama u istoj kutiji predstavljaju izotope atoma toga elementa. Rezultate svojega rada učenici neka prikažu plakatom ili prezentacijom u Wordu, PowerPointu ili Haiku Decku. Rezultati se mogu zapisivati i online, u alatu Padlet. S pomoću liste za vrednovanje (check-list) učenici mogu zajednički ocijeniti svoj uradak.

Napomena: U izradi radnih listića mogu vam pomoći materijali objavljeni na mrežnim stranicama. Za pristup materijalima potrebna je jednostavna prijava. Prikupljene predmete možete upotrijebiti pri obradi različitih sadržaja kemije ili za problemske zadatke; primjerice za izdvajanje predmeta koji sadržavaju alkalijske metale ili tvari koje su štetne po okoliš.

Postupci potpore

Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. Sve učenike s teškoćama prema njihovim sposobnostima možete uključiti u timski rad tako da im se dodijeli uloga u skupini koja djeluje poticajno na njihove interese i sposobnosti. Tijek istraživanja mogu fotografirati i tako pridonijeti prikazu rezultata. Slabovidni ili slijepi učenici mogu aktivno sudjelovati u razvrstavanju predmeta i fotografija, posebice u radu u paru sa suučenikom iz razreda, pri čemu slijepim učenicima suučenici opisuju sliku i predmet promatranja.

Za tumačenje i opisivanje periodnog sustava elemenata možete upotrijebiti interaktivnu tablicu. Na mrežnim stranicama nalaze se raznovrsne inačice, ali preporučuje se mrežna stranica IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), koja osim tablice periodnog sustava sadržava i besplatne programe te materijale na hrvatskome jeziku koje možete otisnuti računalnim pisačem. Za istu aktivnost možete upotrijebiti i slikovni prikaz tablice s brojnim podatcima i fotografijama kemijskih elemenata – izvor 1.

Ako upitate učenike što je najzahtjevnije na satu kemije, dio njih će odgovoriti da im je najteže upamtiti simboliku kemijskih elemenata i njihov redoslijed u periodnom sustavu elemenata. Umanjite strah, spriječite učenje napamet i učinite učenje zabavnim: Potapanje brodova je popularna igra za dva igrača koju lako možete prilagoditi za ovu aktivnost. Za igru pripremite prazne tablice periodnog sustava s izvora 2. U jednu tablicu upišite određen broj simbola kemijskih elemenata, a drugu ostavite praznu. Uputite učenike da tijekom igre suigraču postave pitanje: Nalazi li se tvoj element u x periodi i y skupini? Možete pripremiti igru s različitim razinama težine upotrebljavajući pitanja: Kako se naziva skupina kojoj pripada element?, Opiši građu atoma „potopljenog“ elementa., Koji element ima dva protona više od pogođenog elementa? i slično. Umjesto igranja potapanja brodova možete u učionicu staviti „kemijski sat“ sa simbolima kemijskih elemenata umjesto brojeva od 1 do 24. Počinjete s vodikom, a završavate s kromom. Sat sa kemijskim simbolima učenici mogu izraditi na nastavi likovne ili tehničke kulture. Za domaću zadaću učenicima zadajte da na računalu napišu odgovore na prethodno navedena pitanja za kemijske elemente koji nisu pogođeni tijekom igre u paru, ne navodeći nazive kemijskih elemenata. Zatražite da učenici naprave snimku zapisa ekrana (screenshot) i podijele je s vama. Snimke vam mogu koristiti za ponavljanje i vrednovanje. Učenici koji žele znati više o svojstvima pojedinog elementa mogu detaljnije proučiti digitalni obrazovni sadržaj dostupan u interaktivnom periodnom sustavu elemenata te izraditi prezentaciju u digitalnom alatu Zoho Show te je objaviti na Twitteru uz odobrenje učitelja.

Postupci potpore

Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. U igri Potapanje brodova zadajte manji broj kemijskih elemenata. Učenici ne moraju upotrebljavati praznu tablicu PSE-a, već na poznatome PSE-u zaokružite elemente koje trebaju „potopiti“. Slijepim učenicima možete ljepljivim papirićima prekriti kemijske elemente potrebne za igru, a slabovidnim uvećati praznu stvarnu tablicu PSE-a. Poželjna je uporaba slikovnog PSE-a. Za domaću zadaću umjesto snimke ekrana učenici mogu izraditi snimku zvučnog zapisa. Slike koje smatrate važnima u nastavnom procesu prođite zajedno s učenicima. Pri uporabi interaktivnih PSE-ova, koji sadržavaju vrlo mnogo informacija, potrebno je kratkim pitanjima voditi učenike u pretraživanju podataka. Probnom igrom provjerite jesu li učenici s teškoćama razumjeli uputu i pravila igre.

Predočavanje povijesti razvoja priodnoga sustava elemenata pomoći će učenicima razumjeti osnovne kemijske pojmove. Zadajte učenicima da pretraživanjem mrežnih stranica pronađu slike, tablice ili podatke o Aristotelovim elementima i njihovim svojstvima, o važnosti otkrića Roberta Boylea, Lavoisierovu tablicu jednostavnih tvari, Daltonove simbole kemijskih elemenata, Berzeliusov prijedlog kemijskih simbola, Meyerovu periodičku tablicu, Mendeljejevljevu tablicu iz 1871. godine, kemijske elemente otkrivene u 20. i 21. stoljeću te suvremeni periodni sustav elemenata. Rad u paru i skupini djeluje poticajno na uključivanje učenika te organizaciju zadataka za istraživanje pretraživanjem mrežnih stranica. Učenicima preporučite uporabu pouzdanih mrežnih stranica; izvor 3., izvor 4. i izvor 5. 

Uz pomoć prethodno pripremljenih materijala učenici neka u besplatnom alatu Adobe Spark izrade prezentaciju, plakat ili videouradak na neku od sljedećih tema: Koja su otkrića pridonijela sastavljanju periodnog sustava elemenata?, Putovanje od antičkih filozofa do otkrića 118. kemijskog elementa, Koja su se Mendeljejevljeva predviđanja ostvarila?. Tijekom rasprave naglasite važnost Mendeljejevljeva otkrića, njegova empirijska predviđanja o svojstvima kemijskih elemenata i zakon periodičnosti. Najbolje uratke možete objaviti na mrežnoj stranici škole. Nakon prezentacije učenici mogu provjeriti koliko poznaju periodni sustav s pomoću objavljenog kviza – primjer kviza 1.  Ako učenici ili škola raspolažu mobilnim uređajima, možete izraditi kviz u alatu GoSoapBox .

Napomena: Kako biste mogli upravljati kvizom, potrebno se je prethodno registrirati na Kahoot.

Postupci potpore

Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. Pri formiranju skupina za uporabu preporučenih IKT alata potrebno je voditi računa o tome da učenici s teškoćama dobiju priliku ostvariti planirane zadatke unutar svoje skupine. Pri zadavanju zadataka učeniku s teškoćama u području poučavanja točno zadajte koji će dio zadatka, primjerice prezentacije, napraviti (npr. uvod ili zaključak) te o tome obavijestite ostale učenike koji rade na istoj prezentaciji. Na taj način olakšat ćete komunikaciju i razumijevanje zadatka svim učenicima.

Za ovu aktivnost učenike motivirajte glazbenim videozapisom, u trajanju 3:06 min., ili čitanjem pjesme o periodnome sustavu elemenata. Učenici u skupinama s pomoću grafičkih prikaza neka uoče koji su kemijski elementi rasprostranjeni u Zemljinoj kori, svemiru i u živim bićima; izvor 6. i izvor 7. Uz pomoć interaktivnog sustava označavanja za djelotvorno čitanje i mišljenje učenici neka u tablicu upisuju koji su im podatci o rasprostranjenosti kemijskih elemenata poznati (✓), koji su im nepoznati (+), koji proturječe njihovim dotadašnjim spoznajama (–) te o kojima žele znati više ili ih zbunjuju (?). Tablicu izradite u jednome od programa Microsoft Officea koji imate na računalu. S pomoću podataka iz tablice s učenicima raspravite o najzastupljenijim kemijskim elementima u prirodi, elementarnim tvarima, kemijskim spojevima ili o postanku svemira. Na portalu Science Kids nalazi se videozapis o postanku svemira od nazivom Birth of the Solar System (Rođenje Sunčeva sustava), u trajanju od 2:55 min. Videozapis je na engleskome jeziku i prikazuje detalje o stvaranju Sunčeva sustava s pomoću prekrasnih animacija. Učenici će upoznati teoriju o rađanju Sunca i kako je započeo proces nuklearne fuzije.

Tekst uz videozapis: Prema ovoj teoriji, nastali su protoni i neutroni koji su se gibali velikim brzinama i međusobno se sudarali. U tim sudarima nastale su jezgre vodika i helija. Nuklearnom fuzijom vodika u helij oslobađa se golema količina energije, zbog čega zvijezda sjaji. Proces fuzije odvija se u nekoliko koraka: prvi je fuzija dvaju protona vodika u deuterij, drugi je fuzija protona i deuterija u laki helijev izotop ³He, a treći je fuzija dviju jezgri helijeva izotopa ³He u alfa-česticu, jezgru ⁴He. Postupno se helijeve jezgre stapaju u sve teže čestice, pri čemu nastaju jezgre drugih kemijskih elemenata. Zvijezde poput Sunca oslobađaju goleme količine energije tijekom milijardi godina. Njihov vijek često završava u spektakularnoj eksploziji koja pomaže stvoriti nove elemente. Smatra se da je Sunčev sustav nastao nizom snažnih eksplozija i intenzivnog zračenja koje su se mogle pronaći još u doba Velikog praska, za koji većina znanstvenika smatra da označava početak nastanka Svemira.

Za aktivnost ponavljanja možete izraditi umnu mapu u digitalnom alatu Bubbl.us, koji omogućuje jednostavno i brzo stvaranje, uređivanje i dijeljenje umnih mapa. Bubbl.us je temeljen na Flashu pa je potrebno imati posljednju inačicu kako bi alat uspješno radio. Besplatna inačica s registracijom/prijavom ograničena je na tri mape i nema mogućnost kreiranja timova ni dodavanja datoteka.

Postupci potpore

Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. Učenicima s teškoćama možete pripremiti organizator pažnje. Kad se u radu primjenjuje gledanje mrežne stranice, učenike uputite kako da je na jednostavan način pretražuju te im demonstrirati i na predlošku pregledno napišite korake. Učenici mogu samostalno raditi ovisno o sposobnostima, primjerice jedni mogu pregledavati stranicu, a drugi davati prijedloge za prikaz novih spoznaja i sl.

Aktivnost otvorite prikazom videozapisa od 22:50 do 25:55 minute. Videozapis prikazuje pokuse s tekućim kisikom i dušikom. Razgovorom potaknite učenike da se prisjete sastava vode i zraka i objasnite im zbog kojih otkrića Lavoisiera smatramo ocem suvremene kemije. 

Učenicima prikažite Lavoisierovu tablicu elemenata iz 1789. godine i zadajte im da od ukupno 20 elemenata izdvoje nemetale. Aktivnost možete povezati sa spoznajama iz aktivnosti C. Nakon što su se učenici upoznali s činjenicom da su se sudionici u stvaranju periodnog sustava elemenata u svojim otkrićima služili pokusima, potaknite ih da krenu njihovim putem: neka učenici u skupnom radu naprave pokuse dokazivanja ugljika, vodika, dušika i sumpora u organskim spojevima. Podijelite učenike u skupine. Svaka skupina izvodi drugi pokus, a na kraju učenici izvještavaju o tome što su i kako radili te što su dokazali ili zaključili.

  Pokus 1: Dokazivanje ugljika i vodika u tvarima organskoga podrijetla (učenički pokus)

Za izvođenje pokusa pripremite sljedeći kemijski pribor i kemikalije: drvena hvataljka, satno staklo, staklena čaša, žigice, parafinska svijeća.

Napomena: Prije izvođenja pokusa upozorite učenike da je obavezna uporaba zaštitnih naočala i vezanje duge kose.

Opis pokusa

1. Korak: Zapalite parafinsku svijeću i pričvrstite je na podlogu. Drvenom hvataljkom prihvatite satno staklo i prinesite ga plamenu svijeće. Pazite da plamen ne zahvati drvenu hvataljku.
2. Korak: Ponovno zapalite parafinsku svijeću i iznad plamena postavite hladnu staklenu čašu debelih stijenki otvorom prema dolje.

Učenici neka prepoznaju i imenuju tvar koja se prihvatila na satno staklo ili dno / vanjski rub čaše, napišu kemijski simbol toga elementa, pronađu ga u periodnome sustavu elemenata i zapišu sve podatke koje mogu iščitati o njemu.

  Pokus 2: Dokazivanje dušika u urei (učenički pokus)

Za izvođenje pokusa pripremite sljedeći kemijski pribor i kemikalije: plamenik, drvena hvataljka, epruveta, pinceta, žigice, vata, univerzalni indikatorski papir ili crveni lakmusov papir, filtrirni papir, urea, otopina natrijeva hidroksida NaOH (w = 10 %), krhotine neglaziranog porculana.

Napomena: Prije izvođenja pokusa upozorite učenike da je obavezna uporaba zaštitnih naočala i vezanje duge kose te da je natrijeva lužina jako nagrizajuće sredstvo koje oštećuje kožu. Učenicima pojasnite da je urea ili mokraćevina, CO(NH₂)₂, sastojak životinjske i ljudske mokraće i da se upotrebljava kao gnojivo.

Opis pokusa: U epruvetu stavite nekoliko granula uree (umjetnog gnojiva) i dodajte oko 2 mL otopine natrijeva hidroksida. Dodajte u epruvetu nekoliko krhotina neglaziranog porculana i rub epruvete obrišite filtrirnim papirom od ostataka lužine. Lagano začepite epruvetu smotuljkom vate i na njega položite komadić vlažnog univerzalnog papira ili crvenog lakmusova papira. Prihvatite epruvetu drvenom hvataljkom i oprezno zagrijte sadržaj epruvete do vrenja.

Učenici neka ponove mjere opreza pri radu, ispitujući miris pretpostave koji je kemijski spoj nastao (pomognite im pri imenovanju kemijskog spoja), ponove uporabu indikatora, napišu imena i kemijske simbole elemenata koji grade molekulu nastalog spoja, pronađu ga u periodnome sustavu elemenata i zapišu sve podatke koje mogu iščitati o njemu.

  Pokus 3: Dokazivanje sumpora u organskom spoju (učenički pokus)

Za izvođenje pokusa pripremite sljedeći kemijski pribor i kemikalije: epruveta, plamenik, drvena hvataljka, olovov(II) acetat (w Pb(CH₃COO)₂ (aq) = 1 %), otopina natrijeva hidroksida(w(NaOH) = 30 %), bjelanjak, vuna ili smotuljak kose.

Napomena: Prije izvođenja pokusa upozorite učenike da je obavezna uporaba zaštitnih naočala i vezanje duge kose te da je natrijeva lužina jako nagrizajuće sredstvo koje oštećuje kožu. Upozorite ih da tekućina može naglo proključati i izletjeti iz epruvete ako je naglo zagrijavaju. Objasnite učenicima na što upućuje pojava crnoga taloga ili smeđe obojenje.

Opis pokusa: U epruvetu ulijte malo bjelanjka (vune ili kose) i 3 mL natrijeve lužine. Prihvatite je drvenom hvataljkom i pažljivo zagrijavajte do ključanja. Kuhajte sadržaj epruvete jednu minutu. Pridržavajte se mjera opreza i pazite da otvor epruvete ne usmjerite prema suučenicima. Prekinite zagrijavanje i u epruvetu dodajte desetak kapi olovova(II) acetata. Pažljivo promućkajte sadržaj epruvete.

Učenici neka ponove mjere opreza pri radu, imenuju kemijske elemente koji izgrađuju nastali kemijski spoj (objasnite im o kojem se spoju radi), napišu imena i kemijske simbole elemenata koji grade molekulu nastalog spoja, pronađu ga u periodnome sustavu elemenata i zapišu sve podatke koje mogu iščitati o njemu.

Raspravu o opažanjima tijekom pokusa i podacima pročitanim iz PSE-a povežite s rasprostranjenošću kemijskih elemenata (aktivnost D).

Pokus 4: Dokazivanje ugljika i vodika u tvarima organskog podrijetla (demonstracijski pokus)

Za izvođenje pokusa pripremite sljedeći kemijski pribor i kemikalije: dvije epruvete, probušeni pluteni čep, savijena staklena cijev, plamenik, željezni stalak, drvena hvataljka, uzorak šećera ili brašna, bakrov(II) oksid, CuO, bistra otopina kalcijeva hidroksida (vapnena voda).

Opis pokusa: Pomiješajte 0,2 g šećera ili brašna s 2 g bakrova(II) oksida, CuO, i smjesu stavite u epruvetu. U drugu epruvetu ulijte malo vapnene vode, Ca(OH)₂(aq). Epruvetu sa smjesom uzorka organske tvari i CuO, kroz koju ste provukli savijenu staklenu cijev, začepite plutenim čepom i pričvrstite je za željezni stalak. Epruvetu malo ukosite. Drugi kraj staklene cijevi uronite u epruvetu s vapnenom vodom. Ravnomjerno zagrijavajte epruvetu s uzorkom.

Postavite učenicima pitanja: Što dokazuju kapljice vode u hladnijem dijelu epruvete? Zašto se vapnena voda zamutila? Je li voda složena ili jednostavna čista tvar? Od kojih je kemijskih elemenata građena molekula vode? Prisutnost kojega kemijskog spoja dokazujemo vapnenom vodom? Od kojih je elementarnih tvari građen ugljikov(IV) oksid?

Učenici neka promatraju promjene u obje epruvete, uoče nastanak vode i ugljikova(IV) oksida, obrazlože opažanja odgovarajući na vaša pitanja, nacrtaju skicu aparature te pronađu u periodnome sustavu kemijske elemente koji izgrađuju kalcijev karbonat i vodu.

Učenici mogu snimati tijek svojeg ili demonstracijskog pokusa te uz pomoć fotografija i odgovora na pitanja napraviti animaciju u alatu Moovly ili videouradak u alatu Animoto.

Više o povezivanju svojstava kemijskih elemenata s njegovim položajem u periodnom sustavu možete pronaći u scenariju poučavanja Kemijski elementi u PSE-u.

Usvojenost poznavanja kemijskih elemenata provjerite pisanjem činkvina. Zadajte učenicima da napišu činkvinu o jednome kemijskom elementu po izboru ili ih podijelite u nekoliko skupina i zadajte temu pjesme, npr. pjesma o jednom metalu 1. skupine PSE-a, pjesma o jednom halogenom elementu, plemenitom plinu i sl. Ograničite vrijeme pisanja, nakon čega će učenici razmijeniti radove i u paru objašnjavati i komentirati pojedine dijelove. Od pojedinačnih radova možete izraditi zajedničku činkvinu i postaviti je na ploči za izlaganje učeničkih radova.

Postupci potpore

Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. Sve učenike s teškoćama u skladu s njihovim sposobnostima možete uključiti u timski rad tako da im se dodijeli točno određena uloga u timu koja odgovara njihovim interesima, vještinama i sposobnostima. Za pisanje činkvina potrebno je na radnom listiću napisati pravila za pisanje tog oblika pjesme, a ogledni primjerak podsjetnika olakšat će učenicima uvođenje u novu aktivnost na nastavi.

Za učenike koji žele znati više

Učenici koji nemaju poteškoća s uporabom engleskoga jezika mogu proširiti znanja na zabavan način igrajući igre na mrežnim stranicama. Možete iskoristiti igre koje su sastavni dio interaktivnih periodnih sustava  – izvor 8. i izvor 9. Na dodatnoj nastavi kemije izradite zidnu sliku periodnog sustava elemenata – izvor 10.