Liczba atomowa i liczba masowa pierwiastka

Poprawna odpowiedź

I. Prawda
II. Fałsz
III. Prawda

Wymaganie ogólne

1.1 Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno – komunikacyjnych.

Wymaganie szczegółowe

2.2 Wewnętrzna budowa materii. Uczeń opisuje i charakteryzuje skład atomu (jądro: protony i neutrony, elektrony)/ definiuje elektrony walencyjne.
2.3 Wewnętrzna budowa materii. Uczeń ustala liczbę protonów, elektronów i neutronów w atomie danego pierwiastka, gdy dana jest liczba atomowa i masowa.

Komentarz

Mimo, że o naturze substancji ludzkość dywagowała już w starożytności, o tym, że atom nie ma struktury ciągłej – o istnieniu jądra atomowego ludzkość dowiedziała się dopiero 100 lat temu. Planetarny model budowy atomu (nieaktualny już od lat) powstał w 1913 roku, czyli niespełna przed wiekiem. O tym, jak ważny dla współczesnej cywilizacji jest fakt, że wiemy, iż świat składa się z atomów i znamy wewnętrzną strukturę cegiełek go budujących niech świadczy fakt, że informacja ta została wysłana na pokładach sond Pioneer I i Pioneer II w postaci graficznej jako listu skierowanego do obcych cywilizacji. Można by więc zaryzykować stwierdzenie, że informacja o budowie atomu powinna stanowić jeden z podstawowych elementów wykształcenia każdego człowieka. Jak wszyscy wiemy, wiedzę tę uczeń może odnaleźć w symbolicznym zapisie obecnym przy każdym pierwiastku w układzie okresowym. Informacje te to liczba atomowa oraz liczba masowa.

Nowa podstawa programowa przedmiotu chemia dla III etapu edukacyjnego zakłada, że uczeń opisuje i charakteryzuje skład atomu jądro: protony i neutrony, elektrony (2.2) oraz ustala liczbę protonów, elektronów i neutronów w atomie danego pierwiastka, gdy dana jest liczba atomowa i masowa (2.3). Tych dwóch umiejętności dotyczy przedstawione zadanie. Zadanie wymaga odczytania tych danych (liczby masowej i liczby atomowej) z prostego wykresu. Atomy na wykresie zostały wybrane w sposób nieprzypadkowy. Są to izotopy różnych pierwiastków, dla których zależność liczb: A od Z układa się na linii prostej, czyli stanowiące izotony. Autorowi zadania zależało, aby dane przedstawione zostały w niecodzienny dla ucznia sposób, bowiem pomimo niezwykłej użyteczności tej formy przedstawiania informacji, uczniowie na lekcjach chemii mają do czynienia z wykresami rzadko, zazwyczaj tylko w trakcie lekcji dotyczących krzywych rozpuszczalności.

Aby poprawnie rozwiązać to zadanie, uczeń powinien wiedzieć, co oznaczają liczby masowa i atomowa oraz jaką informację na temat składników danego atomu one niosą. Ponadto zadaniem ucznia jest wykonanie prostych obliczeń arytmetycznych (liczby dobrane zostały tak, aby nie trzeba było korzystać z pomocy kalkulatora). Konstrukcja zadania jest opracowana w ten sposób, aby wyeliminować możliwość przypadkowego udzielenia poprawnej odpowiedzi, czyli tak zwanego „strzelania”. Prawdopodobieństwo, że uczeń uzyska 100% poprawnych odpowiedzi w całym zadaniu wynosi jedynie 1/8.

W badaniach pilotażowych pierwszy i ostatni wiersz poprawnie rozwiązało po 61% uczniów. Odpowiedzi na oba te wiersze powinny być spójne, ponieważ w obu mowa jest o 20 neutronach. W wierszu drugim 72% uczniów udzieliło prawidłowej odpowiedzi. Należy zaznaczyć jednakże fakt, że dopiero zaznaczenie poprawnej odpowiedzi we wszystkich trzech wierszach oznacza, że uczeń poprawnie interpretuje liczbę atomową i masową. Pomimo stosunkowo wysokiego odsetku poprawnych odpowiedzi w poszczególnych wierszach, ocenione całościowo zadanie to okazało się być zadaniem trudnym: ogółem 37,4% rozwiązujących odpowiedziało dobrze na wszystkie trzy wiersze.

Słowa kluczowe