Chemické názvosloví – kostky
Nedávno jsme publikovali 3D tištěnou sadu určenou k procvičování chemického názvosloví. Další sada je tematicky velice podobná. Jde o hrací kostky, které mají namísto klasických teček/čísel chemické prvky, či rovnou celé skupiny. Velkou výhodou je, že můžete sestavit různé kostky přesně podle právě probírané skupiny látek. Kostka je totiž nejprve jen jakási prázdná „klec“, do které se její strany postupně vkládají. Variabilita je přitom opravdu velká! Na výběr máte ze 79 různých destiček.
Sada kostek je vhodná především k procvičování problematiky chemického názvosloví ve skupinách. Na destičkách jsou jednotlivé anionty/kationty. Tentokrát je použitý náboj, nikoli oxidační číslo. To je sice u některých prvků a jejich sloučenin zavádějící, nicméně pro žáky je to při hře s kostkami podstatně přehlednější.
A jak konkrétně kostky při výuce používat? Nabízí se hned několik ukázkových scénářů:
Žáci vytvoří skupiny (nejlépe po 3, 6, nebo 9 žácích) a každý dostane 1–2 předem sestavené kostky (v menší skupině má žák dvě kostky, ve větší jednu). Každý žák hodí svoji kostku(y) a následně se snaží sepsat co nejvíce vzorců sloučenin z toho, co padlo na všech hozených kostkách. Přitom je možné používat libovolný počet prvků/skupin. Tedy pokud padne např. kombinace Fe3+ a Cl−, je odpovídající sloučeninou FeCl3 (chlorid železitý) a Cl− zde bylo použito 3×. Po uplynutí časového limitu si žáci mezi sebou porovnají zapsané sloučeniny a přidělí si body. Za každou správně zapsanou sloučeninu obdrží žák 1 bod. Po několika kolech se body sečtou a určí se vítěz.
Obdoba prvního nastíněného scénáře s tím rozdílem, že žák zapisuje vzorce a názvy sestavených sloučenin. Při vyhodnocování se správně sestavená sloučenina se správným názvem ohodnotí 3 body. Za správně sestavenou sloučeninu, u které není uveden název nebo je název chybně, dostane žák pouze 1 bod. Opět vítězí ten, kdo nasbírá po určitém počtu kol nejvíce bodů.
Obdoba 1., nebo 2. scénáře s tím, že se počítá celkový výsledek „za skupinu“. Po každém kole žáci ve skupině spočítají, kolik jedinečných kombinací sloučenin (případně názvů) vytvořili, a výsledek porovnají s ostatními skupinami. Každá skupina přitom může házet svými kostkami, nebo se hází pouze jednou sadou kostek (kamerou se přenáší obraz toho, „co padlo“ – tato varianta je vhodná také pro on-line výuku). Vítězí skupina s největším počtem získaných bodů.
V tomto případě se skupiny snaží postavit co nejvyšší věž. Kostky se na sebe mohou klást pouze tak, že na kationt přijde umístit aniont a na něj opět kationt atd. Čím kostka je, prezentuje vždy pouze její vrchní strana. Cílem je postavit v časovém limitu co nejvyšší věž a současně zapsat všechny sloučeniny vzniklé při stavbě věže. Pro začátek je v prvním kole vhodné, aby žáci mohli kostky libovolně otáčet. Následně, v dalších kolech, se již kostky klasicky „hází“ a při stavbě věže se s nimi nesmí otáčet. Bodování je obdobné jako ve scénáři č. 2 (správný název a vzorec = 3 b, pouze správný vzorec = 1b). Vítězí ta skupina, která má postavenu nejvyšší věž a současně zapsané všechny vzniklé sloučeniny. Vítězná skupina získává navíc 3 b.
Podobné jako scénář č. 4 (stavba věže), ale tentokrát žáky zajímají strany kostek (horní a spodní strana nehraje roli). Cílem je sestavit co nejdelší souvislé „domino“. Kostky lze pokládat vedle sebe podle pravidla „kationt–aniont“, tedy musí se střídat kationt s aniontem. Kostky nemusí být pouze v řadě, ale může docházet i k větvení. Cílem je zapojit všechny kostky a sepsat všechny názvy odpovídajících sloučenin. Bodování je obdobné jako ve scénáři č. 2 (správný název a vzorec = 3 b, pouze správný vzorec = 1 b). Vítězí skupina, která použila v dominu nejvíce kostek a současně zapsala všechny odpovídající sloučeniny. Vítězná skupina získává navíc 3 b.
Žáci dostanou k dispozici sadu „destiček“ a prázdných kostek. Sami si mohou určit rozmístění prvků/skupin po stěnách kostek. Poté se hraje několik herních kol (učitel dopředu řekne, který herní scénář bude použit). Bodování se průběžně sčítá. Po předem určeném počtu kol mají žáci možnost optimalizovat rozmístění prvků/skupin na kostkách. Pokračuje se další sadou herních kol. Po ukončení hry vítězí ta skupina, která v součtu získala nejvíce bodů.
Každá skupina dostane alespoň 9 kostek (lépe 18) a 3 papíry formátu A4 (papír je přitom možné dělit na menší kousky). Úkolem je postavit originální „kostko-sochu“. Dodržet je opět třeba pravidlo, že kostky mohou být u sebe (na sobě) pouze tak, že kationt sousedí s aniontem a naopak. Tentokrát má každá strana kostky při hře svůj význam a může být použitá v libovolné orientaci. Pomocí papíru je možné vytvářet např. různá přemostění, podpěry apod. Nedílnou součástí hry je také pojmenování sochy. Po uplynutí časového limitu představí skupina svoji sochu jejím jménem a uvede sloučeniny, které při stavbě sochy z kostek vznikly. Vyhodnocení probíhá tak, že každý žák anonymně boduje sochu ostatních skupin (od 1 do 10 b). Vítězí skupina, jejíž socha nasbírá v součtu nejvíce bodů.
Chemické kostky jsou vhodným kandidátem na STEAM projekt, do kterého se může zapojit více učitelů z různých předmětů. Např. modely se „naslicují“ a začnou tisknout v rámci hodiny IVT. V „dílnách“ v „pracovním vyučování“ se poté začistí a mohou se nabarvit. V chemii se s kostkami bude procvičovat chemické názvosloví. V geografii se naváže tematikou geografické lokalizace nalezišť nerostných surovin a jejich významem. Ve výtvarné výchově pak žáci, při zachování pravidla kationt–aniont, sestaví z kostek a papíru sochu, kterou zdokumentují (foto, video, 3D foto, …) a představí spolužákům. V českém jazyce pak žáci napíší volný slohový útvar např. na téma „K čemu mohou být chemické kostky?“.
Různých možností a variant využití „kostek“ je samozřejmě mnohem více a nemusí jít vždy o kostky jako celek. Nabízí se třeba samotné využití destiček s prvky/skupinami jako žetonů (můžeme je mezi sebou různě měnit, snažit se sestavit nějakou „řadu“, zaplňovat periodickou tabulku prvků, obchodovat na burze a měnit cenu nejvíce žádaných žetonů, umísťovat žetony na slepou mapu světa podle výskytu sloučenin/prvků apod.).
Technické provedení: Tisk modelů je jednoduchý, na naší 3D tiskárně Molestock nebylo nutné tisknout podpěry. Horní část oblouků ale následně vyžadovala mírné začištění (např. pilníkem nebo nožem). Pro lepší přilnavost doporučujeme použít alespoň 5mm brim (límec).
V případě problémů při uzavírání horní části oblouků tisk zpomalte, nebo použijte podpěry (stačí nastavit jen v místě závěrečného „mostu“ a jeho nejbližšího okolí, celkově v šíři cca 6 mm).
Tipy a triky: Pro zvýraznění nápisů je možné využít třeba permanentní fixy (jak je vidět na fotografiích). Lepší čitelnost je také možné dosáhnout vícebarevným tiskem, či tiskem s využitím výměny filamentu (M600), kdy horní vrstvu vytiskneme odlišnou barvou.
K této výukové pomůcce jsou k dispozici také pracovní listy a soubor námětů pro učitele. Bližší informace o tom, jak můžete pracovní listy (a další materiály) časopisu e-Mole získat, se dozvíte v sekci Předplatné výukových zdrojů.
Pozn.: Modely si můžete stáhnout přímo zde ve formátu STL (mimo dva ukázkové soubor jsou ostatní soubory zazipované, proto se nezobrazují v náhledu).
Toto dílo podléhá licenci Creative Commons Uveďte původ-Neužívejte dílo komerčně-Zachovejte licenci 4.0 Mezinárodní License.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
