Instrukcje dla nauczyciela do symulacji PhET - Bilansowanie równań chemicznych
Skąd wiesz, czy równanie chemiczne jest zbilansowane? Co można zmienić, aby je zbilansować? Zagraj w grę i sprawdź swoje pomysły!
PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, https://phet.colorado.edu Na licencji CC BY 4.0
W opracowaniu niniejszego poradnika wykorzystano materiały PhET: Strona źródłowa symulacji, Teacher Tips (Carpenter, sierpień 2023)
W szablonie strony wykorzystano kod html/css: phydemo.app.
Szkoła podstawowa i średnia
Trzy niezbilansowane równania z małymi współczynnikami pomagają uczniom zapoznać się z tym, co musi być zbilansowane i co należy zmienić, aby wygenerować zbilansowane równanie chemiczne.
W grze uczniowie muszą rozwiązać 5 losowych równań na każdym poziomie, o współczynnikach od 1 do 7. Uczniowie mogą przesłać do 2 prób na pytanie w celu uzyskania informacji zwrotnej, ale nie ma wagi ani wykresów słupkowych.
Poniższe parametry query umożliwiają dostosowanie symulacji i można je dodać, dołączając znak '?' do adresu URL symulacji i oddzielając każdy parametr query znakiem '&'. Ogólny wzorzec adresu URL to: …html?queryParameter1&queryParameter2&queryParameter3
Na przykład, jeśli w symulacji Bilansowanie równań chemicznych chcesz zmienić kolejność ekranów (screens=2,1), z domyślnie otwartym drugim ekranem (initialScreen=2), użyj: https://www.edukator.pl/tik_edukator/balancing-chemical-equations_all.html?screens=1,2&initialScreen=2
Aby uruchomić to w języku polskim (locale=pl), adres URL będzie wyglądał następująco: https://www.edukator.pl/tik_edukator/balancing-chemical-equations_all.html?locale=pl&screens=1,2&initialScreen=2
| Parametr query i opis | Przykłady |
| screens - określa, które ekrany są włączone do symulacji i jaka jest ich kolejność. Każdy ekran powinien być oddzielony przecinkiem. Więcej informacji można znaleźć w Centrum pomocy. | screens=1 screens=2,1 |
| initialScreen - otwiera kartę SIM bezpośrednio na określonym ekranie, z pominięciem ekranu głównego. | initialScreen=1 initialScreen=2 |
| locale - określa język symulacji przy użyciu kodów ISO 639-1. Dostępne wersje językowe można znaleźć na stronie symulacji w zakładce Tłumaczenia. Uwaga: działa to tylko wtedy, gdy adres URL symulacji kończy się na “_all.html”. | locale=pl (polski) locale=fr (francuski) |
| allowLinks - jeśli false, wyłącza linki, które prowadzą uczniów do zewnętrznego adresu URL. Domyślnie jest true. | allowLinks=false |
Po kliknięciu logo PhET (na dole po prawej) pojawia się okno zawierające informacje dotyczące symulacji. Możemy tu zmienić sposób jej wyświetlania.
Klikając Pełny ekran przechodzimy do trybu pełnoekranowego (powrót - klawisz escape).
Dostępne są również wersje symulacji niewymagające połączenia z internetem.
Aplikacja PhET Desktop zawiera wszystkie symulacje HTML5 i Java, w tym ich tłumaczenia, do użytku offline w systemach Windows i macOS (dostępne po zalogowaniu tu). Symulacje HTML5 nie wymagają dodatkowego oprogramowania, natomiast do uruchamiania dowolnych symulacji Java w aplikacji komputerowej jest wymagany Java SE Development Kit 8.
Za symboliczną opłatą możemy pobrać w postaci jednej aplikacji wszystkie materiały PhET, które zostały opublikowane w html5. Telefony, tablety i Chromebooki (z systemem Android): Google Play. iPhone'y i iPady (aplikacja na iOS): App Store
Darmową wersję desktopową tej aplikacji pobierzemy bezpośrednio klikając tu - wersja _pl zawiera polską (domyślną) i angielską wersję językową i tu - wersja _all zawiera angielską (domyślną) i wszystkie inne dostępne wersje językowe lub ze strony PhET (klikając przycisk ze strzałką przy wybranej wersji językowej):
Należy zauważyć, że wagi pokazują poziom, gdy wszystkie współczynniki są
równe zero, chociaż równanie nie jest zbilansowane. To ograniczenie analogii nie
ma wpływu na użycie lub interpretację wagi przez uczniów.
Ponadto, gdy
równanie jest zbilansowane, wszystkie wagi są wypoziomowane i zmieniają kolor
na żółty, aby podkreślić różnicę.
Ta symulacja zawiera jedynie równania dla reakcji, które mają 2 reagenty i 1 lub 2 produkty albo 1 reagent i 2 produkty.
Każde równanie jest opisane jako zestaw wyrażeń, gdzie wyrażenie jest współczynnikiem i cząsteczką lub atomem. Wyrażenia reagentów znajdują się po lewej stronie równania, podczas gdy wyrażenia produktów znajdują się po prawej stronie równania.
Z każdym wyrażeniem związane są 2 współczynniki całkowite: najmniejszy współczynnik, który spowodowałby zrównoważenie równania (nazywany "współczynnikiem równowagi") oraz współczynnik aktualnie wprowadzony przez użytkownika (nazywany "współczynnikiem użytkownika").
Równanie jest "zbilansowane", gdy współczynnik użytkownika jest całkowitą wielokrotnością N współczynnika równowagi, N jest takie samo dla wszystkich warunków w równaniu, a N ⩾ 1.
Równanie jest "zbilansowane i uproszczone", gdy jest zbilansowane i N=1.
Należy pamiętać, że N=0 skutkuje wizualnymi reprezentacjami, które mogą być nieprawidłowo interpretowane jako "zbilansowane". Na przykład, szalki wagi mają taką samą liczbę (0) atomów po każdej stronie wagi. Ale reakcja nie może zachodzić z zerową liczbą reagentów i produktów, więc nie jest to równanie zbilansowane.
Wagi i wykresy słupkowe
Uczniowie, którzy po raz pierwszy uczą się bilansować równania, mogą początkowo polegać wyłącznie na wagach lub wykresach słupkowych. Daje im to świetną roboczą definicję zbilansowanego równania, ale zazwyczaj to gra pomaga im wyjść poza te narzędzia do bardziej ogólnych strategii bilansowania i skupia ich uwagę na symbolach i cząsteczkach
Wskazówki dotyczące wszystkich symulacji zawarte są w informacjach ogólnych.
Więcej porad dotyczących korzystania z symulacji z uczniami można znaleźć na stronach PhET w sekcji Wskazówki dotyczące korzystania z PhET.
Zobacz wszystkie opublikowane na stronach PhET aktywności dla Bilansowanie równań chemicznych tutaj (dostęp do materiałów wymaga zalogowania).