Ši programa apibrėžia chemijos dalyko tikslus ir uždavinius gilinant ir sisteminant gabių mokinių žinias. Mokyklos programoje chemija yra integrali gamtamokslinio ugdymo dalis. Chemijos mokymosi tikslai yra: pažinti ir suprasti svarbiausius cheminius reiškinius bei dėsningumus, susiformuoti moksliškai pagrįstą pasaulėvaizdį, įgyti mokslinio mąstymo ir tyrimo gebėjimų, kompetentingai taikyti chemijos žinias ir gebėjimus, siejant jas su kitų sričių žiniomis ir gebėjimais.
Programa apima svarbiausias temas, kuriose mokiniai gali pagilinti žinias, kokius gebėjimus išsiugdyti. Siekiama, kad mokiniai išvystytų savo gabumus chemijai, įgytų eksperimentinių įgūdžių, pasirengtų tolesniam mokymuisi ir praktinei veiklai, galėtų apsispręsti dėl būsimos profesinės orientacijos, pasirengtų Lietuvos ir tarptautiniams konkursams, dalyvautų projektuose, konferencijose, neakivaizdinėje jaunųjų chemikų mokykloje „Pažinimas“, dalyvauti būreliuose, susijusiuose su gamtamoksline veikla. Didelis dėmesys programoje skiriamas tarpdiscipliniškumui - chemijos ir ypač biologijos bei fizikos tarpdalykiniam temų sąryšiui.
Programos tikslai - pagilinti gabių mokinių žinias nagrinėjant svarbiausius chemijos reiškinius, dėsningumus, sąvokas ir teorijas, išryškinti chemijos svarbą biologijoje, biochemijoje, kuriant naujas technologijas ir kasdieniniame gyvenime. Svarbus aplinkosaugos problemų cheminis aspektas. Įgytas chemijos žinias ir tyrimų duomenis mokiniai gebės panaudoti spręsdami problemas ir priimdami sprendimus, gebės susieti įvairių temų bei sričių žinias, pasirinkti problemų sprendimui tinkamus informacijos šaltinius, kritiškai juos įvertinti ir kūrybiškai naudoti. Programa skatina kūrybiškumą, savarankiškumą, tiriamąją veiklą.
Programa prisidės ugdant gabių mokinių problemų sprendimo gebėjimus - kritiškai vertinti ir apibendrinti įvairiuose informacijos šaltiniuose pateikiamą informaciją apie chemijos mokslo naujoves, technologijų plėtrą, formuluoti problemas. Neatsiejama chemijos mokymosi dalis yra eksperimentiniai darbai. Chemijoje ypač svarbu eksperimentas, todėl šiuolaikiniai medžiagų tyrimo metodai (chromatografija, spektroskopija ir kt.), kokybiniai ir kiekybiniai eksperimentai, cheminių reakcijų tyrimo metodai, yra integrali chemijos programos dalis. Mokiniai turi įgyti ir plėtoti cheminių eksperimentų planavimo ir atlikimo gebėjimus saugaus darbo laboratorijoje.
Mokytojų dalykinis pasirengimas svarbus dirbant su gabiais mokiniais. Mokymų metu mokytojai susipažins su chemijos mokslo naujovėmis, pagilins žinias tose temose, kurios numatytos programoje, susipažins su eksperimento mikrokiekiais metodikomis, uždavinių, tame tarpe olimpiadinių, parengimo ir sprendimo metodikomis.
I. Cheminis Ryšys ir Medžiagų Sandara
1. Cheminis ryšys
Suvokti cheminį ryšį ir paaiškinti sąryšį tarp medžiagų mikroskopinės sandaros ir medžiagų savybių. Esminis gebėjimas: Naudojantis periodine elementų lentele paaiškinti atomo sandarą ir cheminius ryšius.
- Apibūdinti pirmųjų keturių periodų elementų atomų sandarą, nurodant protonų skaičių branduolyje ir elektronų skaičių kiekviename sluoksnyje.
- Nustatyti neutronų skaičių branduolyje, kai nurodytas masės skaičius.
- Atomų ir molekulių struktūros gilesnis supratimas. Nagrinėjama medžiagų sudėtis: atomai ir molekulės, atomo sandara, protonai, neutronai ir elektronai. Energetiniai lygmenys.
- Paaiškinti periodinės elementų lentelės struktūrą remiantis šiuolaikiniu periodiniu dėsniu ir atomo sandara.
- Paaiškinti sąvokas atomas, jonas, molekulė, formulinis vienetas.
- Hibridizacija. Cheminio ryšio šiuolaikinės teorijos, molekulinės orbitalės. Izotopai. Periodinė elementų lentelė, periodinis dėsnis.
II. Cheminės Reakcijos ir Energetika
2. Cheminės reakcijos ir energetika
Suvokti cheminių reakcijų energetinę svarbą, būtinybę racionaliai naudoti energetinius resursus bei taršos pasekmes.
- Apibūdinti chemines reakcijas pagal šiluminį efektą.
- Paaiškinti, kad medžiagoms reaguojant vieni ryšiai nutraukiami, o kiti susidaro.
- Paaiškinti, kad fotosintezė yra endoterminis, o degimo reakcija ir kvėpavimas - egzoterminiai procesai.
- Paaiškinti iškastinio kuro svarbą šiuolaikinei energetikai.
- Medžiagų kitimai. Fizikiniai ir cheminiai medžiagų kitimai. Vienų medžiagų virtimas kitomis. Fizikinės chemijos pagrindai. Termodinamika. Pirmasis termodinamikos dėsnis. Energija, šiluma ir darbas. Entalpija. Ryšys tarp vidinės energijos ir entalpijos. Hess’o dėsnis. Standartinė susidarymo entalpija. Antrasis termodinamikos dėsnis. Entropija ir laisvoji energija (ΔG = ΔH - TΔS).
- Kuras - energijos šaltinis: pagrindiniai kuro šaltiniai ir iškastinio kuro deginimo įtaka aplinkai.
III. Cheminė Kinetika ir Pusiausvyra
3. Cheminė kinetika ir pusiausvyra
Nuostatos: Domėtis technologinėmis problemomis ir jų sprendimo galimybėmis.
- Paaiškinti reakcijos greičio sąvoką. Pateikti lėtų ir greitų cheminių reakcijų pavyzdžių.
- Paaiškinti, kad dujų slėgis susidaro dėl dujų molekulių smūgių į indo sieneles.
- Cheminė kinetika. Faktoriai įtakojantys reakcijos greitį. Reakcijos laipsnis. Arenijaus dėsnis. Aktyvacijos energija, jos apskaičiavimas.
- Paaiškinti grįžtamosios cheminės reakcijos sąvoką ir pateikti pavyzdžių.
- Užrašyti pusiausvyros konstantos formulę duotai homogeninei reakcijai ir paaiškinti, ką rodo pusiausvyros konstantos skaitinė vertė.
- Paaiškinti pusiausvyros padėties pasislinkimą.
- Užrašyti chemines lygtis, paaiškinančias pramoninę amoniako, azoto rūgšties ir sieros rūgšties gamybą.
- Nemetalų - vandenilio, deguonies, anglies, silicio, boro, azoto, fosforo, sieros, halogenų junginiai. Rūgštinės bazinės NH3, H2O, H2S, CH4, savybės. Rūgštys ir bazės pagal Bronstedą ir Liujisą.
IV. Vandeniniai Tirpalai ir Jų Savybės
4. Vandeniniai tirpalai
Suvokti vandeniniuose tirpaluose vykstančių reiškinių įvairovę. Esminis gebėjimas: Paaiškinti procesus, vykstančius vandeniniuose tirpaluose.
- Apibūdinti vandens molekulės sandarą ir poliškumą. Paaiškinti vandenilinio ryšio susidarymą tarp vandens molekulių ir jo įtaką fizinėms vandens savybėms.
- Apibūdinti medžiagos masės ir molinės koncentracijų reiškimo būdus.
- Medžiagų sudėtis ir savybės. Medžiagos: kietoji, skystoji ir dujinė. Grynosios medžiagos ir mišiniai. Mišiniai, jų perskyrimas. Skirtumas tarp grynosios medžiagos ir mišinių. Vandeniniai tirpalai: tirpalų rūšys ir jų gaminimas.
- Nurodyti ir užrašyti ar vyks mainų reakcija, kai pateiktos reaguojančiosios medžiagos.
- Paaiškinti procesus, lemiančius vandens kietumą. Cheminės reakcijos vandenyje.
- Apibūdinti tirpalų terpę, naudotis indikatoriais.
- Nustatyti tirpalo terpę, naudojantis indikatoriais ir pH skale.
- Klasifikuoti medžiagas pagal medžiagų klases.
- Apibūdinti rūgštinius, bazinius, amfoterinius ir indiferentinius oksidus, pateikti jų pavyzdžių, užrašyti rūgščių ir bazių gavimo iš oksidų chemines lygtis.
- Apibūdinti svarbiausius oro, vandens ir dirvožemio taršos šaltinius ir jų žalą aplinkai: statiniams, dirvožemiui, augalams ir gyvūnams. Oksidai, hidroksidai, rūgštys ir druskos. Deguoninės ir nedeguoninės rūgštys, jų pavyzdžiai. Oksidai - baziniai, rūgštiniai, amfoteriniai.
- Paaiškinti silpnųjų rūgščių liekanos jonų reakciją su vandeniu ir nurodyti, kad šių druskų tirpalai bus baziniai.
V. Chemijos ir Elektros Sąveika
5. Cheminių reakcijų ir elektros srovės ryšys
Suvokti cheminių reakcijų ir elektros srovės tarpusavio ryšį.
- Apskaičiuoti elemento oksidacijos laipsnį junginyje.
- Paaiškinti kaip vyksta metalų reakcijos su neoksiduojančiomis rūgštimis.
- Metalų fizikinės savybės (agregatinė būsena, elektrinis ir šilumos laidumas, plastiškumas, tankis). Metalų kompleksai.
- Paaiškinti metalų koroziją kaip lėtą oksidacijos-redukcijos reakciją ir paaiškinti korozijos ekonominę žalą.
- Paaiškinti elektrolizės procesus, kurie vyksta natrio chlorido lydale, nurodyti šio proceso technologinę svarbą.
- Paaiškinti natrio chlorido vandeninio tirpalo elektrolizę.
- Nurodyti galimybę oksidacijos-redukcijos reakcijas panaudoti elektros srovei generuoti.
VI. Organinių Junginių Įvairovė
6. Organinių junginių savybės
Suvokti organinių junginių ir jų savybių įvairovę siejant su anglies atomo galimybe sudaryti grandines ir žiedus junginiuose. Medžiagų savybės.
- Apibūdinti organinių junginių sandaros ypatumus.
- Palyginti viengubųjų, dvigubųjų ir trigubųjų ryšių tarp anglies atomų ilgį ir tvirtumą.
- Paaiškinti, kad dėl valentinio sluoksnio elektronų porų tarpusavio stūmos keturi viengubieji ryšiai išsidėsto aplink anglį tetraedriškai, dvigubasis ir du viengubieji išsidėsto plokštumoje 120° kampais, o trigubasis ir viengubasis arba du dvigubieji išsidėsto priešpriešais.
- Sudaryti pavadinimus benzeno homologų, turinčių iki aštuonių anglies atomų molekulėje.
- Apibūdinti alkoholių funkcinę grupę. Sudaryti sočiųjų mono-, di-, ir trihidroksilių alkoholių pavadinimus.
- Apibūdinti aldehidų funkcinę grupę. Sudaryti aldehidų pavadinimus.
- Apibūdinti karboksirūgščių funkcinę grupę. Sudaryti monokarboksirūgščių pavadinimus.
- Apibūdinti esterių sandarą.
- Apibūdinti aminų funkcinę grupę, paaiškinti sąvokas pirminis, antrinis, tretinis aminas.
- Radikalinio pakeitimo reakcijos mechanizmas alkanuose. Cikloalkanai, ciklų įtampa. Cikloheksano konformacijos. Alkenų E/Z (cis-trans) izomerija.
- Paaiškinti metano, eteno, etino, benzeno fizines ir chemines savybes, nurodyti gavimo būdus ir naudojimo galimybes.
- Nurodyti, kuriuos būdingiausius organinius junginius galima išskirti iš gamtinių dujų ir naftos.
- Klasifikuoti organinių medžiagų reakcijas į pakaitų, jungimosi, eliminavimo (atskėlimo) ir oksidacijas - redukcijos, pateikti šių reakcijų pavyzdžių. SN1 ir SN2 reakcijos mechanizmas. Nukleofilinio prisijungimo reakcijos prie C=O grupės mechanizmas, aldolinė kondensacija. Redukcija LiAlH4 ir NaBH4.
- Klasifikuoti alkoholius į pirminius, antrinius ir tretinius.
- Paaiškinti polimerinių medžiagų susidarymo principus (jungimosi polimerizacija, polikondensacija, kopolimerizacija).
VII. Chemija ir Aplinka
7. Atsakingas elgesys su gamta
Atsakingai elgtis su gyvąja ir negyvąja gamta, ją saugoti ir racionaliai naudoti jos išteklius.
- Nurodyti, kad riebalai yra glicerolio ir riebalų rūgščių esteriai.
- Užrašyti riebalų hidrolizės lygtis, apibūdinti gaunamus produktus.
- Nurodyti būdingiausias aminų savybes, jų gavimo ir taikymo būdus.
- Gamtinių junginių chemija ir biochemija. Amino rūgštys. Peptidinis ryšys, baltymų struktūrinės formulės. Pirminė, antrinė ir tretinė baltymų struktūra. Fermentai.
- Nurodyti funkcines grupes gliukozės ir fruktozės sutrumpintose struktūrinėse formulėse.
- Karbohidratai - α- ir β-D-gliukozė, fruktozė. Ribozė ir 2-dezoksiribozė. Fischer projekcijos, Haworth formulė.
- Naudojantis pateiktomis schemomis paaiškinti nukleorūgščių sandarą.
- Nukleozidai ir nukleotidai.
- Pateikti įvairių maisto priedų ir papildų pavyzdžių.
VIII. Laboratoriniai Tyrimai ir Metodai
8. Kūrybiškas gamtos reiškinių tyrinėjimas
Kūrybiškai ir saugiai tyrinėti gamtos reiškinius.
- Paaiškinti titravimo metodo esmę ir taikyti šį metodą praktiškai.
- Nurodyti, kad organinėse medžiagose esančias funkcines grupes galima atpažinti pagal būdingą infraraudonosios spinduliuotės sugertį.
- UV ir matomosios srities spektroskopija, chromoforai, Bėro-Lamberto dėsnis. Infraraudonoji spektroskopija. Charakteringi dažniai. Rentgenostruktūrinė analizė. BMR 1H ir 13C spektroskopija. Masių spektrometrija. Molekulinis jonas.
9. Cheminiai eksperimentai ir saugumas
Įgyti ir plėtoti cheminių eksperimentų planavimo ir atlikimo gebėjimus saugaus darbo laboratorijoje.
- Praktiškai atlikti mainų reakcijas tirpaluose.
- Svarbiausių medžiagų pažinimas ir naudojimas. Cheminės medžiagų savybės ir naudojimas: jų tyrimas ir saugus elgesys su kasdienėje aplinkoje esančiomis cheminėmis medžiagomis. Rūgščių-bazių titravimas, titravimo kreivė; pH (stiprios ir silpnos rūgštys). Indikatorių pasirinkimas.
- Praktiškai atpažinti alkenus pagal permanganato tirpalo spalvos pokytį.
Walking Water Experiment (Chemistry)
Mokiniai turėtų pasigilinti į atskiras temas individualiai, galės gauti konsultacijas internetu. Mokytojai neabejotinai ne tik perteikia žinias, bet ir kontroliuoja jų įsisavinimą.
Konkursai ir Papildomos Veiklos
Lietuvos mokiniai toliau skina apdovanojimus tarptautinėse olimpiadose. 63-oji Lietuvos mokinių chemijos olimpiada vyko kovo 5-7 dienomis Vilniaus universiteto Chemijos ir geomokslų fakultete. Geriausi dalyviai įgauna teisę varžytis dėl galimybės atstovauti Lietuvai tarptautinėje chemijos olimpiadoje, jaunesni - Europos Sąjungos gamtos mokslų olimpiadoje.
31-oji Baltijos šalių chemijos olimpiada vyko šių metų gegužės 9-11 dienomis Vilniaus universiteto Chemijos ir geomokslų fakulteto Chemijos institute. Tai puiki proga jauniesiems chemikams pademonstruoti savo žinias ir įgūdžius.
Kviečiame II-III gimn. kl. mokinius, trokštančius pagilinti savo chemijos žinias mokytis Neakivaizdinėje jaunųjų chemikų mokykloje „Pažinimas“. Besimokančiųjų „Pažinime“ laukia 5 sesijos, susidedančios iš 3 dienas trunkančių paskaitų, pratybų ir laboratorinių darbų. Užsiėmimus ves ir paskaitas skaitys VU Chemijos ir geomokslų fakulteto dėstytojai, o mokiniams padės chemijos ar biochemijos studentai, kurie dažniausiai patys yra baigę šią neakivaizdinę mokyklą.
Lietuvoje pradedama vykdyti tarptautinė programa, skirta gabių vaikų ugdymui - ją inicijuoja Vytauto Didžiojo universitetas (VDU) kartu su partneriais iš Izraelio. Pasak programos iniciatorių, jos tikslas yra atrasti ir ugdyti talentingų vaikų gebėjimus. VDU šiame projekte bendradarbiauja su Izraelio įmone „IP Capital“ ir tarptautiniu mastu pripažintu Rišono Leziono Ron Vardi mokymo centru, kuris ugdo pažintines bei kūrybines talentingų vaikų kompetencijas. Gabūs vaikai - būsimi mokslininkai, išradėjai, gydytojai ir teisininkai, mūsų valstybės ateities lyderiai. Todėl labai svarbu kuo anksčiau juos pastebėti ir kryptingai ugdyti, stiprinti jų gabumus ir auginti pasitikėjimą savo jėgomis.
Programa „Gifted“ vykdoma pagal Izraelio Ron Vardi centro modelį. Specialiai parengti mokytojai ir dėstytojai paruošė programas gabių vaikų gebėjimų intelektualiam ir emociniam ugdymui. Taip pat bus naudojama profesionali IQ testavimo metodika, pagal kurią bus nustatomas vaiko intelekto koeficientas (IQ). Lietuvoje rengiamoje programoje numatoma siūlyti ugdymą gabiems vaikams, kurių amžius - nuo 3 iki 18 metų. Moksliviai „Gifted“ programoje galės ugdyti savo STEAM (biologijos, fizikos, chemijos, matematikos, informatikos), meno, literatūros, teisės, verslo, filosofijos, verslumo ir kitus gebėjimus. Jiems taip pat bus galima tobulinti atkaklumo, kūrybingumo, kritinio mąstymo, analitinius ir komunikacinius įgūdžius.
Mokantis chemijos skatinamas natūralaus smalsumo sužadinimas, mokymo(si) bei atradimo džiaugsmo patyrimas. Labai svarbi mokinių tiriamoji veikla, apimanti ne tik konkrečių užduočių atlikimą, bet ir tyrimų planavimą. Tai sudaro prielaidas mokiniams ugdytis kritinio ir kūrybinio mąstymo, problemų sprendimo gebėjimus, kelti asmeninius iššūkius, aiškinti(s) reiškinius, naudoti tyrimų metodus, daryti įrodymais grįstas išvadas ir kt. Mokiniai skatinami atpažinti gamtamokslines problemas ir jas spręsti, vadovaujantis darnaus vystymosi, sveikos gyvensenos principais, atsakingai taikant įgytas chemijos ir kitų gamtos mokslų žinias ir gebėjimus įvairiose gyvenimo situacijose.
Įgyvendinant Programą ugdomos šios kompetencijos: pažinimo, kūrybiškumo, komunikavimo, socialinė, emocinė ir sveikos gyvensenos, skaitmeninė, pilietiškumo, kultūrinė. Chemijos dalyko žinios konstruojamos grindžiant moksline metodologija, mokiniai skatinami aktyviai veikti įvairiose situacijose, taikydami chemijos žinias nustatyti reiškinių dėsningumus ir priimti argumentuotus sprendimus, formuluoti hipotezes ir planuoti tiriamuosius darbus (stebėjimus, laboratorinius darbus, eksperimentus ir pan.), tinkamai pasirinkti tyrimo tipą, reikalingą laboratorinę įrangą bei chemines medžiagas, įvertinti tiriamojo darbo netikslumus bei matavimo paklaidas, gauti ir apdoroti bandymų rezultatus, daryti duomenimis pagrįstas išvadas.
Mokydamiesi pažinti negyvosios ir gyvosios gamtos vienybę, nagrinėdami su chemijos dalyko žiniomis susijusius probleminius klausimus, mokiniai skatinami pateikti ir pagrįsti skirtingus požiūrius, pasirinkti tinkamas strategijas probleminėms situacijoms spręsti, atsižvelgti į socialinius ir ekologinius veiksnius, vertinant chemijos mokslo ir cheminių technologijų poveikį aplinkai ir visuomenei. Plėtojamas gebėjimas taikyti tai, kas išmokta, mokiniams padedama suprasti įgytų žinių ir gebėjimų svarbą tolimesniam gyvenimui tiek pasirenkant profesiją, tiek būnant aktyviu piliečiu.
Mokantis chemijos skatinamas mokinių kūrybiškumas, jų tiriamoji veikla; plėtojamas poreikis patiems tirti, ieškoti, nagrinėti ir kritiškai vertinti tyrinėjimui reikalingą informaciją, generuoti sau ir kitiems reikšmingas idėjas, kurti produktus, modeliuoti sprendimus, juos vertinti, interpretuoti netikėtus, nevienareikšmius rezultatus; plėtojamos galimybės tyrinėti gamtos reiškinius ir objektus, pasirinkti veiklą numatant galimus veiklos padarinius ateityje, aptarti veiklos plėtotės idėjas ir jų įgyvendinimo prielaidas. Chemijos pamokose sudaromos galimybės plėtoti mokinių gebėjimus suprasti, kurti ir perduoti gamtamokslinę informaciją, etiškai naudojantis verbalinėmis ir neverbalinėmis priemonėmis bei technologijomis. Ugdomas šiuolaikinių medijų galimybių ir poveikio žmogui ir visuomenei suvokimas. Mokiniai praktiškai taiko kalbos žinias, laikydamiesi kalbos normų, moralės ir teisėtumo principų. Plėtojamas gebėjimas rasti, analizuoti ir kritiškai vertinti įvairiomis formomis pateiktą informaciją, skirti objektyvią informaciją nuo subjektyvios.
Per chemijos dalyko mokymo(si) veiklas formuojamas emocinis, vertybinis mokinių santykis pasauliu. Mokiniai skatinami pasitikėti savo jėgomis, laisvai diskutuoti, aiškintis iškilusius klausimus, visapusiškai ir lanksčiai reflektuoti bei kūrybiškai taikyti ir plėtoti asmenybėje slypinčius išteklius, siekti tobulėjimo, pagarbiai elgtis kitų atžvilgiu. Kuriama pasitikėjimo atmosfera, ugdoma empatija šalia esančiam, skatinama bendradarbiavimo kultūra, pagarba kitokiai nuomonei. Plėtojamas poreikis savarankiškai tirti ir pažinti, domėtis ir aktyviai veikti. Plėtojamos sveikos gyvensenos nuostatos. Mokantis chemijos plėtojamas socialinis atsakingumas, puoselėjama meilė gamtai, mokoma būti išteklius tausojančiu vartotoju. Mokiniai mokomi nagrinėti ir vertinti gamtos apsaugą reglamentuojančius dokumentus ir skatinami sieti gamtamokslines veiklas su aktualiomis šalies ir pasaulio problemomis. Pagal išgales skatinami prisidėti prie jų sprendimo, suprantant, kad darnus valstybės gyvenimas remiasi kiekvieno pilietiškumu.
Formuodamiesi supratimą apie tai, ką tiria chemija, kaip formuluojami chemijos mokslo dėsniai ir teorijos, kaip žinios kinta, yra naudojamos siekiant paaiškinti gamtoje vykstančius reiškinius, suvoks chemijos mokslo svarbą nuolatiniam visuomenės vystymuisi ir žmonijos gerovei.
