Ununseptium

Poprawna odpowiedź

1. - Nie

2. - Tak

3. - Nie

Wymaganie ogólne

2.3 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń wykonuje proste obliczenia dotyczące praw chemicznych.

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

Umiejętnością badaną w tym zadaniu jest wnioskowanie na podstawie analizy tekstu źródłowego. Aby prawidłowo przeprowadzić analizę tekstu, uczeń powinien znać definicje liczby atomowej i liczby masowej, formy symbolicznego zapisu tych liczb oraz ich związek z liczbami poszczególnych cząstek elementarnych (protonów, neutronów i elektronów) wchodzących w skład atomu.

Zadanie opiera się na przeanalizowaniu równania reakcji syntezy jądrowej nowego pierwiastka, a następnie na wskazaniu, czy trzy proponowane stwierdzenia dotyczące tej reakcji  są prawdziwe, czy też fałszywe.

Aby poprawnie określić prawdziwość stwierdzenia 1, uczeń powinien:

-    odnaleźć w tekście informację, że symbolem pierwiastka wapnia jest Ca (uczeń może również pamiętać symbol tego pierwiastka),

-    przeanalizować liczby znajdujące się po lewej stronie symbolu Ca w równaniu reakcji,

-    skojarzyć, że liczba w indeksie dolnym (20) określa liczbę atomową pierwiastka, podczas gdy liczba w indeksie górnym (48) oznacza liczbę masową,

-    wywnioskować, że stwierdzenie 1 jest fałszywe, gdyż liczba 48 znajduje się w indeksie górnym, zatem oznacza jego liczbę masową a nie liczbę atomową.

W przypadku stwierdzenia 2 należało:

-    wykorzystać informację, że symbolem pierwiastka berkelu jest Bk,

-    przeanalizować liczby znajdujące się po lewej stronie symbolu Bk w równaniu reakcji,

-    skojarzyć, że liczba w indeksie dolnym (97) określa liczbę atomową pierwiastka,

-    wykorzystać znaną definicję liczby atomowej, która mówi że liczba atomowa określa liczbę protonów zawartych w jądrze atomowym i wywnioskować, że stwierdzenie 2 jest prawdziwe.

Aby poprawnie sklasyfikować stwierdzenie 3 uczeń powinien:

-    wykorzystać informację, że symbolem wytworzonego pierwiastka jest Uus,

-    przeanalizować liczby znajdujące się po lewej stronie symbolu Uus w równaniu reakcji,

-    skojarzyć, że liczba w indeksie dolnym (117) określa liczbę atomową pierwiastka, a liczba w indeksie górnym liczbę masową (294),

-    wykorzystać znaną definicję liczby masowej, która mówi, że określa ona łączną liczbę protonów i neutronów zawartych w jądrze atomowym,

-    wykorzystać znane informacje, że masa atomu jest w przybliżeniu równa łącznej masie protonów i neutronów w jądrze, że masa protonu i neutronu jest w przybliżeniu taka sama i że jądro wodoru zawiera tylko jeden proton,

-    wywnioskować, że stwierdzenie 3 jest fałszywe, gdyż atom nowo wytworzonego pierwiastka powinien być około 294 razy cięższy od atomu wodoru.

Zadanie przebadano na grupie 118 uczniów z klas III gimnazjum. Stwierdzenia 1 i 3 okazały się dla uczniów bardzo trudne. W obu przypadkach procent prawidłowych odpowiedzi (odpowiednio 45% i 43%) był w zasadzie na poziomie losowego wyboru odpowiedzi (50%), a nawet nieco poniżej. Stwierdzenie 2 sprawiło uczniom mniejsze trudności – procent poprawnych odpowiedzi wyniósł 70%. Żadne ze stwierdzeń nie różnicowało uczniów ze względu na ich poziom umiejętności w znaczący sposób. Uzyskane wyniki badania wskazują na bardzo słabą znajomość podstawowych zagadnień budowy atomu. Uczniowie w większości nie potrafią odczytywać informacji zawartej w symbolicznym zapisie izotopów i nie kojarzą pojęć liczba atomowa i liczba masowa z liczbami cząstek elementarnych zawartych w atomie. Wydaje się, że znajomość pojęcia liczby atomowej jest nieco lepsza, co sugerowałoby wyższy wynik dla stwierdzenia 2. Natomiast stwierdzenia 1 i 3, w których uczeń musiał skorzystać również z pojęcia liczby masowej, wypadły bardzo słabo – ten aspekt budowy atomu jest opanowany przez uczniów w nikłym stopniu.

Konsekwentnie, zadanie jako całość okazało się bardzo trudne dla większości uczniów. Procent uczniów, którzy poprawnie odpowiedzieli na wszystkie pytania wyniósł zaledwie 13,6%, a więc był praktycznie równy wartości dla czysto losowego wyboru odpowiedzi (12,5%). Niskie wyniki dla tego zadania potwierdzają wcześniejsze obserwacje (patrz: http://bnd.ibe.edu.pl/tool-page/147), że zadania dotyczące podstawowych zagadnień z  budowy atomu są dla uczniów bardzo trudne i trzeba im poświęcać więcej uwagi na lekcjach.

Słowa kluczowe