„Oszronione” buty zimowe

Poprawna odpowiedź

D

Wymaganie ogólne

2.1 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg prostych procesów chemicznych;

Wymaganie szczegółowe

1.3 Substancje i ich właściwości.Uczeń obserwuje mieszanie się substancji/ opisuje ziarnistą budowę materii/ tłumaczy, na czym polega zjawisko dyfuzji, rozpuszczania, mieszania, zmiany stanu skupienia/ planuje doświadczenia potwierdzające ziarnistość materii.
1.8 Substancje i ich właściwości. Uczeń opisuje proste metody rozdziału mieszanin i wskazuje te różnice między właściwościami fizycznymi składników mieszaniny, które umożliwiają ich rozdzielenie/ sporządza mieszaniny i rozdziela je na składniki (np. wody i piasku, wody i soli kamiennej, kredy i soli kamiennej, siarki i opiłków żelaza, wody i oleju jadalnego, wody i atramentu).

Komentarz

Umiejętnością badaną w tym zadaniu jest wyjaśnianie obserwowanych zjawisk. Zadanie opisuje znaną wszystkim sytuację z życia codziennego – po intensywnych opadach śniegu drogi i chodniki robią się śliskie i niebezpieczne, dlatego posypuje się je solą. Sól sprawia, że woda pod postacią śniegu zamarza w dużo niższej temperaturze niż standardowe 0°C, dzięki czemu śnieg nie zamienia się w twardą lodową pokrywę, a pługom śniegowym łatwiej go usunąć z powierzchni dróg. Niestety stosowanie soli ma też swoje mankamenty – nieusuwana z chodników mieszanina śniegu z solą zamienia się w szarą breję, przypominającą konsystencją mokry piach, która oblepia obuwie zimowe. Po wyschnięciu butów na ich powierzchni pozostaje biały osad soli. W zależności od rodzaju materiału, z którego zostało wykonane obuwie, ulega ono mniejszemu lub większemu zniszczeniu pod wpływem soli. Co więcej, mieszanina wody z solą ma silne właściwości korodujące, przez co uszkadza karoserie samochodów, a kiedy sól przedostanie się do gleby, powoduje tzw. suszę fizjologiczną u roślin (wysoka zawartość soli w glebie uniemożliwia roślinom pobieranie wody z gruntu, przez co zaczynają one chorować i w końcu usychają). Rozwiązując to zadanie, uczeń powinien znać właściwości wody i soli kuchennej oraz przejścia fazowe wody (parowanie-skraplanie, topnienie-krzepnięcie). Warto podkreślić, że zadanie to nie sprawdza wiadomości ucznia odnośnie do substancji stosowanych w zimie do posypywania ulic – uczeń może dojść do poprawnego rozwiązania drogą eliminacji.

Do poprawnego rozwiązania tego zadania uczeń powinien:

• zauważyć, że gdyby osadem na butach były kryształki lodu z zamarzniętej pary wodnej, to rozpuściłyby się pod wpływem ciepła z kaloryfera, nie pozostawiając żadnych śladów (czysty lód nie zawiera nic prócz wody), a więc odpowiedź A jest błędna;
• zauważyć, że para wodna to woda w stanie gazowym, a więc skraplając się, nie może pozostawiać innych substancji, np. soli (odpowiedź B jest błędna);
• wiedzieć, że lód powstaje na skutek krzepnięcia wody, a parowanie wody oznacza przejście wody ze stanu ciekłego w stan gazowy – parę wodną (odpowiedź C jest również błędna);
• wiedzieć, że mieszaninę wody z solą można oddzielić za pomocą odparowania, i wywnioskować, że po odparowaniu wody na powierzchni butów wytrąciła się sól, a zatem odpowiedź D jest odpowiedzią poprawną (pomóc może też wiedza, jak wygląda sól kuchenna czy też ta stosowana do posypywania dróg).

 Zadanie zostało zbadane na grupie 180 uczniów z klas III gimnazjum. W badaniu pilotażowym uzyskano następujące wyniki:

Prawdopodobieństwo wybrania poprawnej odpowiedzi drogą losową wynosiło 25%. Zadanie okazało się dla uczniów raczej trudne – odpowiedź poprawną wskazało prawie 52% badanych uczniów. Najchętniej wybieranymi dystraktorami były odpowiedzi A i C – niemal co czwarty uczeń wybrał którąś z tych odpowiedzi. Z kolei najrzadziej wskazywanym dystraktorem była odpowiedź B – niecałe 2% uczniów uznało, że z pary wodnej wytrąca się sól.  

Uczniowie, którzy wybierali dystraktor A przypuszczalnie skojarzyli powstający na butach osad z procesem osadzania się szronu, np. na trawie w chłodne dni, natomiast nie zauważyli, że osad wytrącał się w cieple przy kaloryferze, a przecież lód musiałby się w takich warunkach rozpuścić. Z kolei uczniowie, którzy wybierali dystraktor C, nie do końca rozumieli przemiany fazowe wody – to znaczy, w jaki sposób powstaje para wodna i lód. Pocieszający jest fakt, że mało osób wybrało odpowiedź B – większość uczniów wiedziała, że ze skroplonej pary wodnej powstaje czysta woda, a nie sól. Tylko uczniowie najsłabsi wybierali ten dystraktor.

Zadanie podejmuje kwestie dobrze uczniom znane z życia codziennego, stanowi więc dobry materiał na sprawdzian lub lekcję powtórzeniową. Pozwala zdiagnozować poziom umiejętności uczniów w zakresie mieszanin substancji i przemian fazowych wody.

Słowa kluczowe