Kimya

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB1.3. Kendine Uyarlama (Öz Yansıtma), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık, SDB3.3. Sorumlu Karar Verme

D3. Çalışkanlık, D4. Dostluk, D10. Mütevazılık, D11. Özgürlük, D13. Sağlıklı Yaşam, D14. Saygı

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB2. Dijital Okuryazarlık, OB4. Görsel Okuryazarlık, OB7. Veri Okuryazarlığı

Öğrencilerin kimyasal tepkimelerin oluşum göstergesi olarak ısı değişimini, kovalent bağı, gazların kinetik moleküler teorisini bildiği kabul edilmektedir

Öğrencilerin fiziksel ve kimyasal olaylarda gerçekleşen ısı değişimi hakkındaki ön bilgilerini ortaya çıkaracak günlük hayatla ilişkili örnekler üzerinden bir tartışma ortamı oluşturulur.

Öğrencilere günlük hayatta karşılaştıkları bazı ekzotermik-endotermik fiziksel ve kimyasal tepkime örneklerine ait görsel materyal verilir. Fiziksel ya da kimyasal her olaya ısı değişiminin eşlik ettiği çıkarımına ulaşmalarına yardımcı olacak şekilde yönlendirici sorular sorulur. Öğrencilerden yakın çevrelerinde gerçekleşen fiziksel ve kimyasal olaylardan örnekler (yanma, erime vb.) seçmeleri istenir. Bu fiziksel ve kimyasal olaylarda gerçekleşen enerji değişimlerinin benzerlikleri ve farklılıkları hakkında düşüncelerini paylaşabilecekleri bir tartışma ortamı oluşturulur. 

KİM.11.1.1
Günlük hayatta karşılaşılan fiziksel ve kimyasal olaylardaki enerji değişimine ilişkin örnekler sunularak tartışma ortamı oluşturulabilir. Böylece öğrencilerin etkili iletişim becerilerini kullanmaları, olaylar ve durumlar karşısında farklı bakış açıları olabileceğini kabul etmeleri sağlanabilir (D14.1,E2.1). Öğrenciler, gruplara ayrılarak farklı fiziksel ve kimyasal olayların enerji değişimini gözlemleyebilecekleri deney düzeneklerini tasarlayarak deneylerini gerçekleştirir (KB2.2,OB7). Öğrencilerden planlı olmaları, zamanı etkili bir şekilde yönetmeleri ve grup çalışmalarında uyumlu davranmaları beklenir. Bu şekilde çalışkanlık ve mütevazılık değerlerini kazanmaları desteklenir (D3.2,D10.3). Öğrenciler, grup çalışması ve deney sürecinde hangi bilgileri nasıl öğrendiklerini, hangi duyguları yaşadıklarını ve istenmeyen durumlarda nasıl tepki verdiklerini sınıf içinde tartışır (SDB1.1,SDB2.2). Öğrencilerin grup çalışmalarına katkıları akran değerlendirme formu ile değerlendirilebilir. Öğrenciler, deney sonuçlarına göre fiziksel ve kimyasal değişimleri ısıveren (ekzotermik) ve ısıalan (endotermik) değişimler olarak belirler. Deneyden elde ettikleri sonuçları günlük hayatta sık karşılaşılan olaylardaki enerji değişimini açıklamak için kullanır (KB2.14,OB7). Öğrenciler, fiziksel ve kimyasal olaylardaki enerji değişimine ilişkin yaptıkları deneyi raporlayabilir. Sürecin bütünü “öğrencilerin deney adımlarını takip ederek fiziksel ve kimyasal değişimleri ekzotermik ve endotermik değişimler olarak belirlemeleri, deneyden elde ettikleri çıktıları bilimsel bilgilerle karşılaştırabilmeleri ve günlük hayattaki olayları açıklamak için kullanabilmeleri” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen ve öğrenci tarafından değerlendirilebilir. Ayrıca öğrencilerden süreci geliştirmek için neler yapabilecekleri konusunda da kendilerini değerlendirmeleri istenebilir (SDB1.2,SDB1.3,E3.10).

KİM.11.1.2
Öğrenciler, verilen kimyasal tepkime örneklerini (yanma) ve bu tepkimelere ait ısıları inceleyerek tepkimeler sonucu açığa çıkan enerjileri karşılaştırır. Öğrencilerden yanma tepkimelerini inceleyerek oksijenle tepkimeye giren maddelerin enerji kaynağı olma potansiyeli ile ilgili fikir yürütmeleri istenir. Böylece öğrencilerin edindikleri bilgileri eleştirel bakış açısıyla değerlendirmesi sağlanarak çalışkanlık değeri kazanmaları desteklenir (D3.3). Öğrencilere enerji kaynağı olabilecek yakıtların ve canlıların hayatını sürdürebilmesi için gerekli enerji kaynaklarının neler olabileceği sorulabilir. Öğrencilerden çeşitli malzemelerin enerji kaynağı olma potansiyelini araştırmak üzere hipotezler oluşturmaları istenir. Enerji kaynağı olabilecek maddelerden (odun, kamp yakıtı, yağ, ceviz, fındık, badem, kabuklar, şeker, tatlandırıcı vb.) örnekler verilir ve öğrencilerin grup oluşturmaları sağlanarak seçtikleri maddelerin enerji kaynağı olma potansiyellerine ilişkin problemleri tanımlamaları ve araştırma soruları yazmaları sağlanır (OB7). Soruların araştırılabilir olup olmadığı sınıfça tartışıldıktan sonra gruplar, seçtikleri maddelerin enerji kaynağı olma potansiyeline ilişkin neden-sonuç ilişkilerini ve yapacakları deneye ilişkin bağımlı-bağımsız değişkenleri ve kontrol değişkenlerini belirler. Değişkenler arasındaki ilişkiyi belirlemek üzere deneyler tasarlar ve tasarladıkları deneyi gerçekleştirirler (D3.2,OB7). Deney uygulamaları ile çalışkanlık değeri desteklenir. Gruplar, deney verileri temelinde seçtikleri yakıtların veya canlılara enerji veren maddelerin enerji kaynağı olma potansiyeline ilişkin önermeler sunarlar. Öğrenciler, deneysel veriler temelinde sundukları önermelerini bilimsel verilerden (ürünlerin etiketleri, kimyasal içerik vb.) hareketle karşılaştırır ve seçtikleri yakıtların yanma tepkimesine ait denklemi yazarlar. Çeşitli maddelerin oksijen ile yanması sonucu enerji açığa çıkmasından yola çıkılarak hidrojenin de bir enerji kaynağı olabileceği öğrencilere fark ettirilebilir. Enerji kaynaklarında yanma ürününün çoğunlukla sera gazı olduğu ancak hidrojen yandığında sera gazı çıkışı olmadığına dikkat çekilebilir. Yapay tatlandırıcılar ile enerji içeceklerinin enerji verme özellikleri ve yanma ürünlerinin canlı organizmada oluşturabileceği sağlık sorunları tartışmaya açılarak sağlıklı yaşam kapsamında değerlendirme yapılması istenebilir (D13.1). Enerji içeceği ve tatlandırıcıların su pireleri üzerindeki etkisinin mikroskop aracılığı ile veya deney videosu yardımıyla gözlemlenmesi sağlanabilir (OB2). Öğrenciler çeşitli maddelerin enerji kaynağı olma potansiyelini araştırmak amacıyla bir deneyi tasarlayabilir, uygulayabilir ve raporlayabilir (SDB1.2).

KİM.11.1.3
Öğrencilere tekli bağlara veya çoklu bağlara ait ortalama bağ enerjilerinin listelendiği bir tablo verilir. Öğrencilerin tablodaki verileri incelemeleri ve bağ enerjilerinin birbirinden farklı olduğunu görmeleri sağlanır (OB7). Atmosferdeki azot gazının oksijenle kolay tepkime vermemesinin nedenine ilişkin tartışma ortamı oluşturulabilir. Kırılan ve oluşan bağların gösterildiği tepkimelerin denklemleri ve tepkimelerin entalpi değişimleri (ΔH°tepkime) verilir. Öğrenciler, tepkimelerin entalpi değişimi ile kırılan ve oluşan bağların enerjileri arasında örüntü keşfeder ve bu örüntüyü matematiksel olarak modeller (D3.3). Matematiksel modelini farklı tepkimelerin kırılan ve oluşan bağ enerjilerinden entalpi değişimlerini hesaplayarak test eder. Her bir tepkimeye ilişkin elde ettiği entalpi değişiminin negatif ya da pozitif olmasının gerekçesini potansiyel enerji-tepkime koordinatı grafiğinden yararlanarak açıklar (OB7). Tepkimelerin entalpi değişiminin pozitif veya negatif olma durumuna göre endotermik veya ekzotermik tepkimeler olarak sınıflanabileceği genellemesinin yapılması sağlanır (KB2.16). Yapılan genellemelerin ardından öğrencilerden günlük hayatta karşılaştıkları ekzotermik ve endotermik olaylara ilişkin örnekler vermeleri istenebilir. Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen tepkimelerin entalpi değişimlerini bağ enerjilerini kullanarak hesaplaması ve tepkimeleri endotermik ya da ekzotermik olarak sınıflaması istenebilir. 

KİM.11.1.4
Öğrencilere çeşitli kimyasal tepkimeler ve bu tepkimelere ait standart oluşum entalpilerinin ve standart tepkime entalpilerinin yer aldığı bir tablo verilir. Öğrencilerden tepkimelerin standart tepkime entalpilerinin hesaplanmasına ilişkin önermeler oluşturmaları istenir (OB7). Öğrenciler, standart oluşum entalpi verilerine dayalı oluşturduğu önermeleri ile standart tepkime entalpilerine ilişkin ön bilgilerine dayalı olarak oluşturduğu veriye dayalı olmayan önermelerini karşılaştırmaları için yönlendirilir. Ardından öğrencilerin standart tepkime entalpilerinin hesaplanmasına ilişkin oluşturduğu önermede tablodaki standart oluşum entalpi verilerini kullanarak farklı tepkime örneklerinin standart tepkime entalpilerini hesaplamaları sağlanır (OB7). Öğrencilere tepkimelerin standart tepkime entalpilerinin hesaplanmasına ilişkin bilimsel matematiksel model verilir. Öğrencilerden hesaplamalarının sonucunu verilen matematiksel modelden elde ettiği hesaplama sonuçlarıyla karşılaştırarak sorgulamaları istenir. Öğrenciler, sorgulamalarını etkili iletişim kurarak sınıf içi tartışmalarla arkadaşlarıyla paylaşabilirler (SDB2.1,D14.1,E2.2). Etkinlik kâğıtları “öğrencilerin önerme oluşturabilmeleri, standart tepkime entalpisini belirlemeye yönelik çıkarım yapabilmeleri, standart tepkime entalpisini hesaplayabilmeleri ve hesaplamalarıyla tahminlerini karşılaştırabilmeleri” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen ve öğrenci tarafından değerlendirilebilir (SDB1.2).

KİM.11.1.5
Öğrencilerin kimyasal bir tepkimenin oluşum sürecine ilişkin ön bilgilerinin ortaya çıkarıldığı bir tartışma ortamı oluşturulabilir. Uygulanan tartışma yöntemi ile öğrencilerin düşünce ve izlenimlerini etki altında kalmadan ifade etmeleri ve etkili iletişim becerilerini kullanmaları sağlanabilir (SDB2.1,D11.2,D14.1,E1.2). Öğrencilerden günlük hayatta karşılaştıkları yemeklerin bozulması, metallerin paslanması gibi istenmeyen durumları kimyasal tepkimeler ile ilişkilendirmeleri ve bu tepkimelerin gerçekleşme şartlarını tartışarak çözüm üretmeleri istenebilir (SDB3.3,E1.4). Tartışma süresince verilen günlük hayatta karşılaşılan kimyasal tepkime örnekleri üzerinden kimyasal bir değişimin gerçekleşme ya da gerçekleşmeme durumuna ilişkin ölçütler (gerekli enerji ve uygun doğrultuda çarpışma) belirlenmesi sağlanır. Kimyasal bir değişimin gerçekleşme ya da gerçekleşmeme durumunu alt mikro seviyede gözlemleyebilmeleri için çarpışma teorisi ile ilişkili görsel materyaller kullanılır. Öğrenciler, görsel materyallerden elde ettiği gözlem verilerini kullanarak bir kimyasal tepkimenin gerçekleşebilmesi için gerekli şartlar ile ilgili örüntüler oluşturur (OB4,E3.7). Öğrencilerden kimyasal tepkimelerin gerçekleşme şartlarına yönelik iddialarını görsel materyallerden elde ettiği gözlem verilerine dayalı olarak açıklamaları istenir. Öğrencilere etkin çarpışma, eşik değeri, aktivasyon enerjisi ve aralarındaki ilişki açıklanır. Öğrenciler, açıklamalarını desteklemek için çarpışma teorisine ilişkin bilgileri ve sembolik modelleri kullanır. Etkinlik kâğıtları “öğrencilerin bir tepkimenin gerçekleşmesi için gerekli şartları belirleyebilmek adına ölçütler geliştirebilmesi, gerekli şartlarla ilgili örüntü oluşturabilmesi, gerekli şartları sembolik modeller ve çarpışma teorisini kullanarak açıklayabilmesi” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen ve öğrenci tarafından değerlendirilebilir. Hazırlanan öz değerlendirme formu ile öğrenci kendi öğrenme sürecini de değerlendirebilir (SDB1.2,SDB1.3). 

KİM.11.1.6
Günlük hayatta karşılaşılan çok hızlı ve çok yavaş gerçekleşen tepkime örnekleri üzerinden tepkimelerin hızlarının farklı olabileceğine dikkat çekilir. Öğrencilere belirli bir tepkimeye ait tepken ve ürünlerin derişiminin zamanla değişimine ilişkin hazır veri seti verilir. Öğrenciler, bu veri setini kullanarak etkinlik kâğıdına derişim-zaman grafiğini çizer (OB7). Çizdiği derişim-zaman grafiğini kullanarak tepkime hızının zamanla değişimi ile ilgili önermeler oluşturur. Öğrenciler önermelerini arkadaşlarıyla paylaşabilir. Bunu yaparken öğrencilerin düşünce ve izlenimlerini etki altında kalmadan ifade etmeleri, arkadaşlarının sözünü kesmemeleri, arkadaşlarını etkin dinlemeleri gibi etkili iletişim becerilerini kullanmaları sağlanabilir (SDB2.1,D11.2,D14.1,E2.1). Öğrenciler, tepkime hızının değişimine ilişkin derişim-zaman grafiğini kullanarak ulaştığı önermeleri ve tepkime hızları ile ilgili önceki bilgilerine dayalı olarak oluşturduğu önermeleri karşılaştırır (OB1). Tepkime hızı kavramı, tepken ve ürünlerin birim zamanda derişimlerindeki değişim temelinde hem sözel olarak hem de matematiksel bir eşitlikle tanımlanır. Ardından ortalama hız kavramı, derişim-zaman grafiği ile ilişkilendirilerek açıklanır. Öğrenciler, bu bilgileri kullanarak ellerindeki veri setinden verilen tepkimenin farklı zaman aralıklarına ilişkin ortalama hızlarını hesaplar ve tepkime hızının zamanla değişimine yönelik çıkarımda bulunur (KB2.10). Öğrencilerden tepkime hızının zamanla değişimini çarpışma teorisi ile ilişkilendirerek çıkarımlarının geçerliliğini sorgulamaları istenir (OB1). Etkinlik kâğıtları “öğrencilerin derişim-zaman grafiklerini çizebilmesi, tepkime hızının zamanla değişimine ilişkin önerme oluşturabilmesi, matematiksel bir eşitlikle tepkime hızını hesaplayabilmesi ve çarpışma teorisi ile tepkime hızındaki değişimi açıklayabilmesi” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen farklı tepkimeler üzerinden maddelerin harcanma ve oluşum hızlarını hesaplamaları istenebilir.

KİM.11.1.7
Öğrencilere farklı tepkimelerde tepkime hızındaki farklılığının nedenlerini sorgulayabilecekleri “Sebze ya da meyveler neden buzdolabında saklanır?’’, “Kâğıdın yanması ile demirin paslanması olaylarında benzerlik ve farklılıklar nelerdir?’’ gibi sorular sorulur. Öğrencilerden günlük hayattaki farklı örnek olaylar üzerinden kimyasal tepkimelerin hızını etkileyen faktörlere yönelik araştırılabilir sorular oluşturmaları istenir. Öğrencilerin çeşitli fikir, argüman ve yeni bilgilere açık olmaları; bilimsel gelişim için merak duygusunun peşinden gitmeleri gerektiğini fark etmeleri sağlanır (D3.3). Öğrenciler; tepken cinsinin ve fiziksel hâlinin, tepken derişiminin, sıcaklığın, katı tepkenin temas yüzeyinin ve katalizörün tepkime hızına etkisini belirlemek üzere hipotezler oluşturur (OB1). Öğrencilerden gruplara ayrılmaları, arkadaşlarıyla iş birliği içinde kimyasal tepkimelerin hızına etki eden her bir faktörün tepkime hızı ile ilişkisine yönelik bağımlı-bağımsız değişkenleri ve kontrol değişkenlerini belirlemeleri istenir. Bu şekilde çalışkanlık ve dostluk değeri desteklenir (SDB2.2,D3.3,D4.1). Öğrenciler, her bir faktörün tepkime hızına etkisini araştırmaları için deneyler planlamaları ve planladıkları deneyleri gerçekleştirmeleri için yönlendirilir. Buna alternatif olarak öğrenciler, deneyi sanal ortamlarda simülasyon veya yapay zekâ programları (IBM RXN for Chemistry, Chemputer, Chematica, ChemAl) kullanarak da yapabilir (OB2). Böylece öğrencilerin görev ve sorumluluklarını yerine getirmeleri için etkili bir yol haritası çizmeleri, hedeflerine ulaşmak için hazırladıkları planı uygulamaları, güvenilir bilgiye ulaşma yollarını bilmeleri sağlanabilir (SDB1.2,D3.2,D3.3,E3.7). Öğrenciler, deney verilerini yorumlayarak her bir değişkenin tepkime hızına etkisini alt mikro seviyede açıklar (OB1). Tepkime hızına etki eden faktörleri çarpışma teorisi ile ilişkilendirir. Çalışma öncesinde öğrencilerden bir form aracılığıyla konu ile ilgili ön bilgilerinin neler olduğunu, deney sürecinde neyi öğrenmeyi beklediğini, ne tür stratejiler kullanacağını ve bu süreçte neler hissedebileceğini belirlemesi istenebilir (SDB1.1). Ayrıca öğrencilerden öz değerlendirme formu aracılığıyla başlangıçta hedeflediği noktaya ulaşma durumunu, bu süreci kolaylaştıran davranışlarını ve neleri daha farklı yapabileceğini belirlemesi istenebilir (SDB1.2,SDB1.3). Öğrenciler performans görevi çerçevesinde tepkenlerin cinsi ve fiziksel hâlini; derişim, sıcaklık, temas yüzeyi ve katalizörün tepkime hızına etkisini araştırmak amacıyla neden sonuç ilişkisini ortaya koyacağı bir deneyi tasarlayabilir, uygulayabilir ve raporlayabilir. Öğrenciler, hazırlanan öz değerlendirme raporu ile deney sürecinde hedeflerine ulaşabilme düzeyine, öğrenme sürecini nasıl gerçekleştirdiğine, bu süreçte hangi duyguları yaşadığına ve neleri daha farklı yapabileceğine ilişkin kendi değerlendirmelerini yapabilir (SDB1.1,SDB1.3).

KİM.11.1.8
Öğrencilere tek ve çok basamaklı tepkimelerde her deneyde bir tepkenin başlangıç derişimi değiştirilirken diğer tepken ya da tepkenlerin derişimlerinin sabit tutulduğu şartlarda tepkimelerin başlangıç hızlarının (t = 0 s) belirlendiği bir dizi deneye ilişkin tepken derişimleri-başlangıç tepkime hız verileri verilir. Öğrenciler, hazır veri setini inceleyerek tepken derişiminin tepkime hızına etkisine ilişkin önermeler oluşturur (OB7). Öğrencilerin tepken derişimindeki değişimin tepkime hızına etkisine ilişkin veriye dayalı olan önermeleri ile tepkime hızına ilişkin ön bilgilerinden hareketle oluşturduğu, veriye dayalı olmayan önermelerini karşılaştırmaları sağlanır. Öğrencilerden inceledikleri tepkimenin tepken derişimlerinden biri sabit iken diğerinin değiştiği farklı deneylere ait başlangıç hızlarını ve başlangıç derişimlerini karşılaştırarak her bir tepken derişimindeki değişimin tepkime hızına etkisini matematiksel olarak modelleyebilmeleri amacıyla hesaplamalar yapmaları istenir. Öğrenciler bu hesaplamalar sonucunda tepkenlerin tepkime hızına etkisini gösteren, bir matematiksel model olan hız denklemini belirler. Hız denklemine ait orantı sabiti k hız sabiti olarak tanımlanır. Öğrencilerin tepken derişiminin tepkime hızına etkisine ilişkin tahminde bulunmaları sağlanır. Öğrencilerden tepkime denklemindeki tepkenlerin üstel sayılarını kullanarak tepkime derecesini belirlemeleri istenir. Öğrenciler, tepken derişimindeki değişimin tepkime hız denklemine etkisine ilişkin tahminlerinin geçerliliğini bilimsel bilgilere dayalı olarak sorgular (E3.10,OB7). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen tepkimeler üzerinden tepkime hız denklemini, hız sabitini ve derecesini belirlemeleri istenebilir.

Öğrencilere Enerji ve Kimyasal Tepkimelerde Hız konusu temelinde ilaç kapsüllerinin kimyasal yapısı, sindirim sisteminde çözünme süreci, çözünme hızı, çözünme sırasındaki enerji değişimi ve etki mekanizmasına yönelik proje görevleri verilebilir. Proje görevi ile Kimyasal Tepkimelerde Hız konusu ele alınırken aynı zamanda sağlık ile ilgili kavramlar da kullanılır. Aynı kapsamda ilaç kapsüllerinin mide ya da bağırsakta çözünmesine yönelik tercihlerin neler olabileceği veya aynı organda çözünme hızını artırmak ya da azaltmak amacıyla kapsül tasarımı olarak neler yapılabileceği ile ilgili proje görevleri verilebilir. İlaç kapsülünün tasarım sürecinde mevcut yapay zekâ uygulamalarından (Quantum Machine Learning Predicting ADME, ReactionDataExtractor 2.0 vb.) destek alınabilir. Benzer proje ödevi ilaç tabletleri için de gerçekleştirilebilir. Kapsüllerle ilgili proje görevinden farklı olarak tablet şeklindeki ilaçların etken maddesinin miktarı ile diğer yan maddelerin (dağıtıcı madde, dolgu maddesi; bağlayıcı, kaydırıcı, topaklanmayı önleyici maddeler, aroma ve renk verici maddeler vb.) oranlarının belirlenmesi, yan maddelerin tepkime sürecindeki enerji değişimleri ve hıza etkileri, sağlık açısından etkileri ve bitkisel kökenli alternatiflerinin denenmesi konularında da projelerin yapılması sağlanabilir. Tabletlerin kimyasal bileşimini belirlemede ve etkilerine ilişkin öngörülerin tespitinde yapay zekânın özellikle makine öğrenmesinin kullanımı tercih edilebilir. Ebu Bekir Razi’nin ilaçlar üzerine yaptığı çalışmalar konusunda araştırma görevi verilebilir. Öğrenciler, evsel atıkların kimyasal ve fiziksel değişim süreçlerinin toplum sağlığına etkilerini belirlemek amacıyla evsel atık örnekleri üzerinde deneyler yapabilir. Kimyasal analizler ile evsel atıkların içeriğini belirleyebilir. Öğrencilerden evsel atıkların içerikleri ve toplum sağlığına zararları ile ilgili kamu spotu oluşturmaları istenebilir. Böylece öğrencilerin bilgi ve sağlık okuryazarlığı ile görsel okuryazarlık becerilerinin işe koşulması desteklenebilir. Öğrenciler, toplumsal bilinci artırmak adına okullar ile iş birliği içerisinde seminerler düzenleyebilir. Bu durum, alt kademede öğrenim gören öğrencilerin evsel atık yönetimi konusunda fikir edinmelerini destekleyebilir.

Öğrencilere paslanma tepkimesindeki enerji değişiminin inceleneceği, paslanmanın önlenmesi için alınabilecek tedbirler, paslanma hızının yavaşlatılması için kullanılabilecek inhibitörler ve paslanma önleyici sıvıların tepkime hızına etki mekanizmasının inceleneceği projeler yaptırılabilir. Demirin paslanma sürecini görselleştiren animasyonlar ve farklı metallerin korozyon süreçlerini görselleştiren simülasyonlar kullanılabilir. Öğrencilerin mevcut yapay zekâ uygulamaları (Nvidia, Leonardo vb.) kullanarak paslanma sürecine ilişkin taslak çizimler yapmaları ve kendi içerikleri üzerinden simülasyonlar oluşturmaları sağlanabilir. Bunların yanı sıra öğrencilerden paslanmaz malzemelerin yapılarını incelemeleri ve “İnşaatlarda kullanılabilecek ve korozyona uğramayacak ekonomik alternatifler oluşturulabilir mi?” sorusuna cevap aramaları istenebilir.

*Hazır gıdaların içeriği ve kullanılan korucuyu maddelerin gıdanın bozunma hızına etkisinin inceleneceği proje görevleri verilebilir. Koruyucu maddelere alternatiflerinin denendiği ve bu alternatiflerin gıdanın bozunma hızı üzerine etkilerinin incelendiği projeler yaptırılabilir. “Gelecekte karşılaşılabilecek bir gıda krizi için var olan gıdaların bozunma hızını düşürmeye ve raf ömrünü artırmaya yönelik neler yapılabilir?” sorusu çerçevesinde proje görevleri de verilebilir. Öğrencilerin çeşitli kimyasal tepkimelerin enerji verimliliğini belirlemeleri amacıyla deneyler gerçekleştirmeleri ve tepkimelerin atom ekonomisi hesaplamalarını yapmaları sağlanabilir. Öğrencilerin yapay zekâ uygulamaları (Quantum Machine Learning Predicting ADME, ReactionDataExtractor 2.0 vb.) ile yeşil kimya ilkelerine uygun kimyasal tepkimeleri seçmeleri, tepkimelerin oluşum süreçlerini hızlandırmaları ve atom ekonomisini hesaplamaları sağlanabilir. Öğrencilere belirli endüstriyel süreçlerin tepkime entalpisi üzerindeki etkileri inceletilebilir. Finansal okuryazarlık becerileri işe koşularak bu süreçlerin maliyetleri hesaplatılabilir. Öğrencilerden kimyasal süreçleri ekonomik açıdan değerlendirmeleri, ekonomik fayda ve inovasyona yönelik öneriler geliştirmeleri istenebilir.

Endotermik ve ekzotermik tepkimelerin anlaşılmasını kolaylaştırmak için gösteri deneyleri yapılabilir. Kimyasal tepkime sırasındaki ısınma ve soğuma süreçleri öğrenciler tarafından deneyimlenebilir. Tepkime hızına etki eden faktörlere yönelik bilimsel sorgulama yaptırmak yerine deney yapma becerisi kullanılabilir. Öğrenciler, problem durumuna karar verme ve deneyi tasarlama süreçleri yerine kendilerine verilen yönergeyi kullanarak deneyleri yapabilir. Bunun yanı sıra deneyler gösteri deneyi olarak yapılabilir. 

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB1.3. Kendine Uyarlama (Öz Yansıtma), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık, SDB3.3. Sorumlu Karar Verme

D3. Çalışkanlık, D4. Dostluk, D11. Özgürlük, D13. Sağlıklı Yaşam, D14. Saygı

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB2. Dijital Okuryazarlık, OB4. Görsel Okuryazarlık, OB7. Veri Okuryazarlığı

Öğrencilerin tepken, ürün ve tepkime denklemleri hakkında temel bilgileri, denge buhar basıncını, homojen ve heterojen kavramlarını, asit-baz tepkimelerini, ayıraç (belirteç) kavramını, çözünürlüğe etki eden faktörleri bildiği kabul edilmektedir. 

Öğrencilere tuzların sudaki çözünürlüklerinin nelere bağlı olduğuna ilişkin sorular sorulabilir. Bir değişimin kimyasal olduğunu gösteren kanıtların (renk değişimi, gaz çıkışı, enerji değişimi, pH değişimi vb.) neler olduğunu, asit-baz tepkimelerini ve indikatörü açıklamaları istenebilir.

Atmosferdeki karbon dioksit miktarının artması ile okyanus sularının asitlik düzeyi arasındaki ilişki sorularak bu durumun kabuklu canlılar üzerindeki etkisi örnek verilebilir.

KİM.11.2.1
Öğrencilere “İçerisinde demlenmiş çay bulunan bir bardağa karbonat atıldığında veya limon sıkıldığında oluşan renk değişimini nasıl açıklarsınız?” gibi bir soru sorularak konuya dikkat çekilir. Öğrencilerden tersinir bir tepkimeye ilişkin gözlemlenebilir nitelikleri (renk değişimi, yeni bir katının oluşumu gibi) belirlemeleri istenir. Öğrencilerin deney yaparak, görselleri inceleyip, bilimsel bakış açısıyla yorumlayarak veya sunulan dijital materyaller üzerinden çıkarım yaparak gözlem ortamı oluşturmaları sağlanır (D3.3,OB2,OB4). Böylece araştırmacı ve sorgulayıcı olmanın önemine vurgu yapılarak çalışkanlık değeri desteklenir. Öğrenciler, tepkimenin ileri ve geri yönde ilerlediğini gözlemler; etkinlik kâğıdına gözlem verilerini kaydeder (OB7). Öğrencilerden tepkimelerin tersinir de olabileceğini gözlem verilerini kullanarak açıklamaları istenir. Farklı tersinir tepkimelere ilişkin makro, alt mikro ve sembolik seviyede örnekler verilerek öğrencilerin gözlem yapmaları sağlanır (OB7). Gözlem sonrasında öğrencilerden etkinlik kâğıdında tersinir tepkime oluşum sürecine ilişkin nitelikler belirlemeleri istenebilir. Öğrenciler, gözlemlerinden hareketle elde ettiği kanıtlarla tersinir tepkimelere ilişkin yansıtma notu yazmaları için yönlendirilebilir (SDB1.2).

KİM.11.2.2
Öğrenciler, tersinir bir tepkime için farklı zaman aralıklarında alt mikro seviyede gerçekleşen değişimlere ilişkin önermeler oluşturur. Oluşturulan önermelerin sınıf ortamında etkili iletişim kurmaya dikkat edilerek paylaşılması sağlanır ve dostluk değeri pekiştirilir (SDB2.1,D4.2). Öğrencilerden gözleme dayalı olan ve olmayan önermelerini karşılaştırmaları istenir. Öğrencilerin animasyon, simülasyon, deney gibi gözlem ortamlarından edindikleri verilerle denge sürecine ilişkin tahminlerini temellendirerek sonuç çıkarmaları sağlanır (OB2). Bu çalışma ile çalışkanlık değeri desteklenir (D3.3). Öğrenciler, tepkimenin denge sürecindeki ileri ve geri tepkime hızlarına ilişkin tahminlerde bulunur; her iki yöndeki tepkime hızlarını dikkate alarak denge durumunu açıklar (KB2.13). Öğrencilerin tepkimenin denge sürecindeki ileri ve geri tepkime hızları ile ilgili tahminlerinin geçerliliğini hız-zaman grafiklerini kullanarak sorgulamaları sağlanır (OB2). Bu çalışma ile çalışkanlık değeri desteklenir (D3.3). Öğrencilere gözlemlerinden elde ettikleri verilerle ileri ve geri tepkime hızları üzerinden dengeyi açıkladıkları bir metin yazdırılabilir. Ayrıca ileri ve geri tepkime hızlarının denge sürecindeki değişimini hız-zaman grafiği çizerek açıkladıkları bir yansıtma notu yazdırılabilir. Etkinlik kâğıtları “önerme oluşturabilme, gözleme dayalı olan ve olmayan önermeleri belirleyebilme ve açıklama yapabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen tarafından değerlendirilebilir. Ayrıca öğrencilerden önerme oluşturma aşamasından deney sonuçlarının yorumlanmasına kadar tüm deney sürecine yönelik değerlendirme yapmaları istenebilir (SDB1.2).

KİM.11.2.3
Öğrencilere farklı denge tepkimelerinin sembolik gösterimi, ileri ve geri tepkimelerin hız sabiti değerleri, denge sabiti değerleri, denge derişimleri ve derişim-zaman grafikleri verilir. Öğrencilerin denge sabiti ifadesine ilişkin örüntü keşfetmeleri ve örüntüyü matematiksel modelle ifade etmeleri sağlanır (OB7). Öğrencilere farklı homojen ve heterojen denge tepkimelerinin bileşenlerine ilişkin denge derişimleri ve denge sabiti değerleri verilir. Öğrenciler, oluşturdukları matematiksel modeli geneller ve modelin doğruluğunu bilimsel genellemelerle karşılaştırır (E3.10,SDB2.1). Böylelikle öğrenciler araştırmacı olmaya teşvik edilerek çalışkanlık değeri desteklenir (D3.3). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen dengedeki bileşenlerin derişimlerini kullanarak denge sabitini hesaplamaları ya da denge sabitini kullanarak dengedeki bileşenlerden birinin derişimini hesaplamaları istenebilir.

KİM.11.2.4
Tersinir bir tepkime bileşenlerinin herhangi bir andaki derişimleri verilerek öğrencilerden tepkimenin dengeye ulaşıp ulaşmadığına ve dengeye ulaşmamışsa gerçekleşme yönüne ilişkin önermeler oluşturmaları istenir (OB7). Oluşturulan farklı önermelerin saygılı bir tartışma ortamı içinde paylaşılması sağlanır (SDB2.1,D14.1). Öğrenciler, inceledikleri tersinir tepkimenin dengeye ulaşıp ulaşmadığına ve dengeye ulaşmamışsa gerçekleşme yönüne ilişkin veriye ve ön bilgilerine dayalı önermeleri karşılaştırmaları için yönlendirilir (OB7). Tepkime oranı (Q) kavramı tanımlanır ve öğrencilerden verilen tepkimenin Q değerini hesaplamaları istenir. Öğrenciler, dengeye ulaşmak için herhangi bir tepkimenin hangi yöne ilerleyeceğini Q ve K değerlerini karşılaştırarak tahmin eder. Öğrencilerden aynı tepkimenin farklı derişim örneklerini ve bu derişim durumlarına ait tepkime yönü verilen denge tepkimelerini kullanarak tahminlerinin geçerliliğini sorgulamaları istenir (OB7). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen çeşitli tepkime bileşenlerinin derişimlerini kullanarak tepkimelerin denge durumunu, dengede değil ise tepkimenin yönünü belirlemeleri istenebilir.

KİM.11.2.5
Öğrencilere “Yaz günlerinde sığ deniz ve göllerde balıkların kafalarını suyun dışına çıkarmalarının veya hava sıcaklığı çok yükseldiğinde toplu balık ölümleri gözlemlenmesinin sebepleri neler olabilir?” gibi sorular sorularak dengeyi etkileyebilecek etkenlere ilişkin olaylara dikkat çekilir. Öğrencilerden verilen etkinlik kâğıdında derişim, hacim, basınç, sıcaklık ve katalizör değişkenlerinin kimyasal dengeye etkisine ilişkin araştırma soruları oluşturmaları istenir. Öğrencilerin çeşitli fikir, argüman ve yeni bilgilere açık olmaları; bilimsel gelişim için merak duygusunun peşinden gitmeleri gerektiğini fark etmeleri sağlanır (D3.3). Öğrencilerden her bir değişkenin dengeye etkisine ilişkin hipotezler oluşturmaları istenir (OB7). Öğrenciler; derişim hacim, basınç, sıcaklık ve katalizör değişkenlerinin dengeye etkisini deneyler yaparak ya da deney videolarını gözlemleyerek araştırmaları için yönlendirilir (OB2,OB4). Böylece öğrencilerin görev ve sorumlulukları yerine getirmeleri için etkili bir yol haritası çizmeleri, hedeflerine ulaşmak için hazırladıkları planı uygulamaları, doğru ve güvenilir bilgiyi ayırt ederek güvenilir bilgiye ulaşma yollarını öğrenmeleri sağlanır (D3.2,D3.3). Öğrencilerden derişim, hacim, basınç, sıcaklık ve katalizörün dengeye etkisini araştırmalarından elde ettiği verileri analiz ederek yorumlamaları istenir. Öğrenciler; derişim hacim, basınç, sıcaklık ve katalizör değişkenlerinin dengeye etkisini çarpışma kuramını kullanarak açıklar (OB7). Le Chatelier ilkesi açıklanır. Öğrencilerden dengeye etki eden faktörleri Le Chatelier ilkesi ile ilişkilendirmeleri istenir (KB2.8). Etkinlik kâğıtları “araştırma sorusu oluşturabilme, hipotez kurabilme, araştırma gerçekleştirebilme, verileri analiz edip yorumlayabilme, sonuçlarını çarpışma kuramına göre açıklayabilme ve Le Chatelier ilkesi ile ilişkilendirebilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen veya öğrenci tarafından değerlendirilebilir. Ayrıca öğrencilerden öğrenme sürecini değerlendirmelerine yönelik bir yansıtma notu yazmaları istenebilir (SDB1.2,SDB1.3).

KİM.11.2.6
Saf suyun otoiyonizasyonunun tanımı ve otoiyonizasyon tepkime denklemi verilir. Öğrencilerin saf suyun otoiyonizasyonunu gözlemleyebileceği nitelikleri tanımlamaları sağlanır (OB7). Böylece öğrencilerin düşüncelerini etki altında kalmadan ifade etmeleri, olay ve durumları çok yönlü bakış açısıyla değerlendirmeleri, olaylar ve durumlar karşısında farklı bakış açıları olabileceğini kabul etmeleri sağlanır (E2.1,SDB2.1,SDB2.3,D11.2,D14.1). Öğrencilerin saf suyun (25 °C) otoiyonizasyonunu alt mikro ve sembolik seviyede gözlemleyebileceği ve pH, iletkenlik gibi veriler toplayabileceği simülasyonlar veya kanıt kartları kullanılır (OB2). pH değerinin H3O+  iyonları derişimi ile bağıntısını içeren matematiksel eşitlik verilir. Öğrencilerden saf suyun pH değerini ve iyonlar çarpımı sabitini (25 °C, Ksu) kullanarak sudaki H3O+ ve OH- iyonlarının derişimini hesaplamaları ve saf suyun otoiyonizasyonunu açıklamaları istenir (OB7). pH kavramıyla benzer formüle sahip olan pOH kavramı açıklanır. Öğrencilerden çıkış kartında saf suyun otoiyonizasyonunu alt mikro ve sembolik seviyede açıklamaları istenebilir.

KİM.11.2.7
Arrhenius ve Brønsted-Lowry asit ve baz teorilerinin varsayımlarına ilişkin özellikleri esas alan sembolik ve alt mikro seviyede gösterimler üzerinden asit-baz tanımlarına ilişkin varsayımları öğrencilerin belirlemeleri sağlanır. Öğrencilerden asitlerin ve bazların sulu çözeltilerdeki davranışlarına ilişkin tepkime denklemleri ve alt mikro seviyedeki gösterimler yardımıyla Arrhenius ve Brønsted-Lowry asit ve baz teorilerinin benzerliklerini ve farklılıklarını listelemeleri istenir (OB4). Brønsted-Lowry asit-baz tanımı kullanılarak eşlenik asit-baz çiftleri açıklanır. Asit ve bazlarda monofonksiyonel ve polifonksiyonel kavramları açıklanır. Ayrıca ametal oksitlerin asidik özelliği; suda çözünme denklemleri, modeller, deney veya deneysel veriler kullanılarak araştırmacı ve sorgulayıcı bakış açısıyla yorumlanır (D3.3). Öğrencilerden Venn diyagramı üzerinde Arrhenius ve Brønsted-Lowry asit ve baz teorilerinin benzerlik ve farklılıklarını listelemeleri istenebilir. 

KİM.11.2.8
Öğrencilere etkinlik kâğıdında asitlerin ve bazların kuvvetlerine ilişkin iyonlaşma yüzdeleri, saf suda iyonlaşmasına ait tepkime denklemi gibi veriler verilir. Öğrencilerden bu verileri kullanarak asit-bazların kuvvetlerinin belirlenmesi amacıyla araştırma soruları oluşturmaları istenir (OB1). Öğrencilerin çeşitli fikir, argüman ve yeni bilgilere açık olmaları; bilimsel gelişim için merak duygusunun peşinden gitmeleri gerektiğini fark etmeleri sağlanır (D3.3). Öğrencilerin asitlerin ve bazların saf suda iyonlaşma yüzdelerini kullanarak asit ve baz kuvvetlerine ilişkin sembolik ve alt mikro seviyede modeller geliştirmeleri sağlanır. Öğrencilerden farklı asitlerin ve bazların kuvvetini karşılaştırmaları amacıyla aynı sıcaklık ve derişimde asit ve baz çözeltilerinin pH ve iletkenlik değerlerini ölçmeleri istenir. Öğrenciler, ölçtükleri pH ve iletkenlik değerlerini kullanarak hem inceledikleri asitlerin kuvvetlerini hem de bazların kuvvetlerini karşılaştırmaya yönlendirilir. Öğrencilerin karşılaştırma yaparken asit ve bazın saf suda iyonlaşma yüzdesini kullanmaları sağlanır. Öğrencilerden asitlerin ve bazların kuvvetine ilişkin açıklamalarını alt mikro ve sembolik seviyede gösterimleri kullanarak yapmaları istenir (SDB2.1). Asitlerin ve bazların kuvvetine ilişkin açıklamalarının bilimsel bilgiler ile değerlendirilmesi sağlanır (OB1,E3.6). Etkinlik kâğıtları “araştırma sorusu oluşturabilme, model geliştirebilme, araştırma gerçekleştirebilme, araştırma verilerini yorumlayabilme, verilere dayalı açıklama yapabilme ve açıklamalarını bilimsel bilgilerle karşılaştırabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğrenci ve öğretmen tarafından değerlendirilebilir (SDB1.2).

KİM.11.2.9
Öğrencilerden derişimleri aynı monofonksiyonel kuvvetli asit ve zayıf asit çözeltilerinin pH değerlerine ilişkin özellikleri belirlemek için ölçüm yapmaları veya hazır veri seti kullanmaları istenir. Böylece öğrencilerin hedefine ulaşmak için plan yapmaları ve bu planı uygulamaları sağlanır (SDB1.2,D3.2). Öğrencilerden incelenen monofonksiyonel kuvvetli asit ve zayıf asit çözeltilerinin pH değerlerine ilişkin verileri kullanarak H3O+ iyon derişimlerini hesaplamaları istenir. Öğrenciler, monofonksiyonel kuvvetli asit ve zayıf asit çözeltilerinin pH hesaplamalarına ilişkin benzerlik ve farklılıkları listelemeleri için yönlendirilir (OB7). Benzer hesaplamalar monofonksiyonel kuvvetli baz ve zayıf baz çözeltileri için de tekrarlanır. Bu hesaplamalarda yapılan ihmallerde büyük hatalar yapılmaması için asit (Ca) veya bazın (Cb) derişiminin ilgili K (Ka ve Kb) iyonlaşma sabitine oranının Ca/Ka > 102  ve Cb/Kb >102 olmasına dikkat edilir. Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen kuvvetli asit, baz ve zayıf asit, baz çözeltilerinin pH hesaplamalarını yaparak kuvvetlerini karşılaştırmaları istenebilir.

KİM.11.2.10
Öğrencilerden makro, alt mikro ve sembolik seviyede gösterimleri kullanarak kuvvetli asitlerin ve kuvvetli bazların sulu çözeltileri karıştırıldığında gerçekleşen nötralleşme tepkimelerini gözlemleyebilmeleri için iletkenlik, pH değişimi ve indikatörün renk değişimi ölçütlerini belirlemeleri istenir (OB1). Öğrenciler, deney yaparak asit ve baz sulu çözeltilerinin nötralleşmesi ile ilgili tespit ettikleri ölçütlerin geçerliğini test eder. Deneyler ile öğrencilerin hedeflerine ulaşmak için etkili bir yol haritası çizerek çalışmalarını planlamaları ve hazırladıkları planı uygulamaları sağlanır (D3.2). Öğrenciler yaptıkları deneyden elde ettikleri verileri kullanarak alt mikro ve sembolik seviyede gösterimlerle nötralleşme olayını açıklar. Nötralleşme olayı ile ilgili matematiksel ilişkilendirmeyi yapar (OB7). Öğrencilerden makro ve sembolik gösterimleri kullanarak nörtalleşme olayını açıklamaları istenebilir. Ayrıca öğrencilere deney sürecinde kendilerini değerlendirmelerine, deney sürecinde yaşadıkları duyguları fark etmelerine ve süreci geliştirmek için yapılması gerekenleri belirlemelerine yönelik bir yansıtma raporu yazdırılabilir (SDB1.1,SDB1.2,SDB1.3).

KİM.11.2.11
Öğrencilere derişimi bilinmeyen kuvvetli asit ya da kuvvetli baz çözeltisinin derişiminin nasıl belirlenebileceğine yönelik sorular sorulabilir. Böylece öğrencilerin çeşitli fikir ve yeni bilgilere açık olmaları, olay ve durumları çok yönlü bakış açısıyla değerlendirmeleri, etkili iletişim kurmaları sağlanabilir (SDB2.1,D3.3,D14.1,E2.1). Öğrenciler derişimi bilinen kuvvetli bir asit ya da kuvvetli baz çözeltisini kullanarak derişimi bilinmeyen kuvvetli bir baz ya da kuvvetli asit çözeltisinin derişimini belirlemeye yönelik deney planlamaları için yönlendirilir. Gruplar oluşturularak öğrencilerden planladıkları deneyi yapmaları, yaptıkları deneyden elde etikleri verileri kaydetmeleri istenir (OB7). Deney planlama ve yapma süreciyle öğrencilerin açık ve ulaşılabilir hedefler belirlemeleri, görev ve sorumluluklarını yerine getirmek için etkili bir yol haritası çizmeleri, çalışmalarda aktif rol almaları, ortak hedeflere ulaşmak için arkadaşlarıyla dayanışma içinde olmaları, zamanı etkili bir şekilde yöneterek hazırladığı planı uygulamaları sağlanır (D3.2,D3.4,D4.1). Öğrenci grupları, deneyden elde ettikleri verileri kullanarak derişimi bilinmeyen kuvvetli asit ya da kuvvetli baz çözeltisinin derişimini belirler (SDB2.2). Her öğrenci, deney raporunu belirlenen ölçütlere uygun şekilde bireysel olarak hazırlayabilir (OB7). Deney raporu, “öğrencinin derişimi bilinmeyen kuvvetli asit ya da kuvvetli baz çözeltisinin derişimini belirleyebilmesi” ölçütüne göre değerlendirilebilir. Çalışma öncesinde öğrencilerden bir form aracılığıyla konu ile ilgili ön bilgilerinin neler olduğunu, deney sürecinde neyi öğrenmeyi beklediğini, ne tür stratejiler kullanacağını ve bu süreçte neler hissedebileceğini belirlemeleri istenebilir (SDB1.1). Ayrıca öğrenciden öz değerlendirme formu aracılığıyla başlangıçta hedeflediği noktaya ulaşma durumunu, bu süreci kolaylaştıran davranışlarını ve neleri daha farklı yapabileceğini değerlendirmeleri istenebilir (SDB1.2,SDB1.3).

KİM.11.2.12
Öğrencilere “Vücut sıvılarındaki asitler ve bazlar arasındaki denge (pH) ile homeostazi arasında nasıl bir ilişki vardır?” gibi bir soru sorularak kullanılan veya tüketilen ürünlerin vücut sağlığı üzerindeki etkisine dikkat çekilir ve öğrencilerin sağlıklı yaşam konusu kapsamında yorumları alınabilir (D13.4). Öğrencilere etkinlik kâğıdında mide, ağız, diş ve cilt sağlığı ile ilgili konularda [farklı diş macunlarının dişleri koruma etkisi, kullanılan diş macunu miktarının ağız içi pH değerine etkisi, farklı ağız çalkalama sularının ağız sağlığını koruma özellikleri, asidik veya bazik özelliğe sahip yiyecek ve içeceklerin, mide ilaçlarının (proton inhibitörleri, mide koruyucular vb.) mide sağlığına etkileri, cilt bakım ürünlerinin farklı ciltler için uygunluğu] araştırma soruları verilir. Öğrenciler, verilen araştırma soruları arasından birini seçer. Seçtiği araştırma sorusundan yola çıkarak belirlediği amacı etkinlik kâğıdına yazar. Aynı soruyu seçen öğrencilerden grup oluşturulur ve bu grupların amaçlarına yönelik deneyleri bilimsel bakış açısıyla gerçekleştirmeleri sağlanır (D3.3,D3.4,SDB2.1,SDB2.2). Öğrenciler, deneydeki gözlemlerine dayanarak asidik veya bazik özelliğe sahip ürünlerin sağlığa etkisine yönelik önermelerini etkinlik kâğıdına yazmaları için yönlendirilir. Öğrencilerin “En bazik diş macunu gece boyunca dişleri daha iyi korur.’’ gibi önermeler üzerinden mantıksal denetleme yapmaları sağlanır (OB7). Öğrenciler; mide, ağız, diş ve cilt sağlığı için mantıksal denetleme yaptığı ürünlerden uygun olanını seçer. Mide, ağız, diş ve cilt sağlığı için seçtiği ürünlerin etkisine yönelik yansıtmalarını etkinlik kâğıdına yazar. Öğrencilerin yapmış olduğu yansıtmayı genişletmesi için gün içinde ya da sabah kullanılacak diş macununun seçimine ilişkin düşünce ve duyguları sorulabilir. Böylece öğrencilerin yenen ve içilenler ile dişlerin gün boyu daha az asidik ortamda kaldığı ancak gece boyunca asidik ortamda artış olduğunu fark etmeleri sağlanabilir. Böylece sağlıklı yaşam değerine vurgu yapılabilir (D13.4). Gruplar, farklı veya benzer ürünler seçerek etkinlik yapmaları için yönlendirilebilir (SDB1.1,SDB3.3). Etkinlik kâğıtları “amaç belirleyebilme, bilgi elde edebilme, önerme oluşturabilme, mantıksal denetleme yapabilme, uygun ürün seçebilme ve yansıtma yapabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen tarafından değerlenderilebilir. Ayrıca öğrencilerin grup çalışmalarına katkıları akran değerlendirme formu ile değerlendirilebilir. Öğrencilerden öğrendikleri bilgileri yakın çevresi ile paylaşmaları istenebilir (SDB1.2,SDB2.3,OB1).

KİM.11.2.13
Öğrencilere “Dişler neden çürür?”, “Çocukların dişleri yetişkinlere göre neden daha fazla çürür?” gibi sorular sorularak çözünürlük dengesinin günlük hayata etkisi üzerine dikkat çekilir. Suda az çözünen bir tuzun çözünme denklemi öğrencilere verilerek bu tuzun suda çözünme sürecine ilişkin alt mikro seviyede süreç aşamalı bir model oluşturmaları öğrencilerden istenir. Öğrenciler, oluşturduğu modeli kabul gören bilimsel modeller (animasyonlar, süreç aşamalı görseller vb.) ile karşılaştırır. Çözünürlük çarpımı sabitlerini kullanarak suda az çözünen tuzların molar çözünürlüklerine ilişkin hesaplama yapar.
Öğrencilerin suda az çözünen farklı tuzların çözünürlük çarpım sabitlerini kullanarak çözünürlüklerine ilişkin yargıya varmaları sağlanır (KB2.14,OB4). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen suda az çözünen çeşitli tuzların molar çözünürlükleri ve çözünürlük çarpımları arasında ilişki kurmayı gerektiren problemleri cevaplandırmaları istenebilir. 

KİM.11.2.14
Öğrencilerden suda az çözünen tuzların çözünürlüğüne etki eden faktörlerin etkisini gözlemleyebileceği (video, animasyon, deney vb.) farklı ortamlar oluşturmaları istenir (OB2). Öğrencilerin ortak iyonun ve sıcaklığın bir tuzun çözünürlüğüne etkisini belirlemeleri için farklı tuz örneklerine ait verilen molar çözünürlük ve Kç değerlerini kullanmaları sağlanır. Öğrenciler, verileri kullanarak ortak iyonun ve sıcaklığın çözünürlüğe etkisine ilişkin çıkarımlarda bulunur ve çıkarımlarını etkili iletişim becerilerini kullanarak sınıf ortamında paylaşır (SDB2.1,D14.1,E2.2). Öğrencilerin suda az çözünen tuzların çözünürlüğüne etki eden faktörlere ilişkin çıkarımlarını Le Chatelier ilkesi ile ilişkilendirerek açıklamaları sağlanır (OB1). Performans görevi çerçevesinde öğrencilerden sıcaklık ve ortak iyonun bir tuzun çözünürlüğüne etkisini araştırmaları için bir deneyi tasarlamaları, uygulamaları, raporlamaları istenebilir (SDB1.2).

Haber-Bosch yöntemi ile endüstriyel amonyak üretimi örnek verilip tepkimenin neden düşük sıcaklık ve yüksek basınç altında gerçekleştirildiğinin sorgulanması, sıcaklık ve basıncın tepkimenin verimine etkisinin Le Chatelier ilkesi ile açıklanması sağlanabilir. Ayrıca yöntemde kullanılan demir katalizörün etkisinin sorgulanması da istenebilir. Yoğun sera gazı içeren Haber-Bosch yönteminin sürdürülebilir yeşil bir yönteme nasıl dönüştürülebileceği konusunda araştırma projesi tasarlatılabilir. Öğrenciler, farklı disiplinlerden bilgilerini sentezleyerek yöntemle ilgili çözüm önerileri geliştirebilir.

*Öğrencilere buzulların erimesi sonucunda denizlerdeki tuzluluk oranının değişmesinin deniz canlıları, kıyı ekosistemi, su kalitesi ve okyanus dolaşımı üzerindeki etkilerini araştırabileceği bir proje görevi verilebilir. Bu araştırmalardan elde ettiği sonuçlardan hareketle öğrencilerden buzulların erimesine neden olan sera gazlarının azaltılması, eriyen buzulların sucul sisteme kazandırdığı minerallerin sudaki çözünürlüğünün azaltılması, çözünen minerallerin çöktürme veya arıtma sistemleriyle etkisizleştirilmesine yönelik çözüm önerileri geliştirmeleri ve küçük ölçekte pilot çalışmalar yapmaları istenebilir.

*Okyanuslarda ve geniş yüzeye sahip büyük göllerde oluşan, oksijen düzeyi düşük olan (hipoksik) ölü bölgelerin tespiti ve ekosisteme olası zararlarının belirlenmesi amacıyla proje görevleri verilebilir. Öğrenciler, projelerinde ölü bölgelerin oluşum sürecini ve nedenlerini araştırabilir. Ölü bölgelerin oluşumuna neden olan kimyasal gübrelerin kullanımı, kanalizasyon kaçağı, kentsel arazi için denizlerin doldurulması ve kıyıların yükselmesi sorunlarını ortadan kaldırmak için çözüm üretmek ve alternatif çözümleri değerlendirmek de yine proje kapsamında yaptırılabilir. Öğrenciler, projelerinde kimyasal gübrelerdeki azot ve fosfor içeren tuzların sudaki çözünürlük dengelerini etkileyen faktörleri kullanmak üzere deneyler yapabilir. Coğrafi alanlarda şekillendirmeler yapmak amacıyla yapay zekâ uygulamalarını kullanabilir. Öğrencilerden kalsiyum karbonatın toprağın asitliğini yükseltmede kullanılan bir tuz olmasından hareketle farklı tuzların yapısal özelliklerini inceleyerek benzer amaçlarla kullanılabilirliğine yönelik bilimsel bir araştırma yapmaları istenebilir.

Öğrenciler, sürdürülebilir kalkınma hedefleri çerçevesinde enerji üretiminde reaksiyonların denge durumunun enerji verimliliği üzerindeki etkilerini araştırabilir. Araştırma sonuçlarından elde ettiği verilerden yola çıkarak enerji verimliliği üzerinde yenilikçi fikirler geliştirebilir.

Bir kimyasal tepkimenin tersinir (geri dönüşümlü) doğasını açığa çıkarmak amacıyla renk değişikliği sergileyen tepkimelerin incelenmesi gibi etkinlikler planlanabilir. Dengeyi etkileyen faktörler olan sıcaklık, basınç ve konsantrasyon gibi değişkenler hakkında derinlemesine anlayış geliştirmek için çevrim içi simülasyon araçlarından faydalanılabilir. Öğrenciler, küçük gruplara ayrılarak günlük hayatta karşılaşılan denge örneklerini tartışabilirler. Örneğin bir soda şişesinin nasıl bir denge sistemini temsil ettiğini analiz edebilirler.

Öğrencilerin Arrhenius ve Brønsted-Lowry asit-baz tanımlarını kapsamlı bir şekilde öğrenmeleri için asit ve baz örneklerinin bu iki farklı tanım çerçevesinde eşleştirilmesine dayanan bir kart oyunu tasarlanabilir. Böylece öğrencilerin öğrenme süreçlerine katkıda bulunulabilir. Ayrıca çeşitli tuzların suda çözünürlüklerini test etme fırsatı sunularak sıcaklık ve basınç gibi değişken koşullar altında çözünürlüğün nasıl değişebileceğinin öğrenciler tarafından gözlemlenmesi sağlanabilir. Tuzların çözünürlüğünü etkileyen faktörlerin (sıcaklık, ortak iyon etkisi gibi) incelenmesi amacıyla düzenlenecek bilgi yarışmaları veya grup projeleri ile öğrencilerin bu konuları derinlemesine araştırmaları sağlanabilir.

Çevrim içi simülasyon araçlarının kullanımı, öğrencilerin çözünürlük dengesi kavramını ve bir çözeltinin doymuş, doymamış veya aşırı doymuş olmasının ne anlama geldiğini somut bir şekilde anlamalarına yardımcı olabilir.

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB1.3. Kendine Uyarlama (Öz Yansıtma), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık, SDB3.3. Sorumlu Karar Verme

D2. Aile Bütünlüğü, D3. Çalışkanlık, D5. Duyarlılık, D13. Sağlıklı Yaşam, D14. Saygı, D18. Temizlik

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB2. Dijital Okuryazarlık, OB3. Finansal Okuryazarlık, OB4. Görsel Okuryazarlık, OB6. Vatandaşlık Okuryazarlığı, OB7. Veri Okuryazarlığı, OB8. Sürdürülebilirlik Okuryazarlığı

Öğrencilerin yenilenebilir enerji kaynaklarını, nanoparçacıkların çevresel etkilerini, su ayak izi, karbon ayak izi ve emisyon ayak izi kavramlarını, kimyasal tepkimelerde enerji ve hız ile asitler-bazlar ve çözünürlüğe ilişkin kavramsal bilgileri edindikleri kabul edilmektedir

Öğrencilerden yenilenebilir ve yenilenemeyen enerji kaynaklarına örnekler vermeleri, yenilenebilir enerji kaynaklarının temel özelliğini açıklamaları istenir. Yenilenebilir enerji kaynaklarına “temiz enerji” veya “çevre dostu” denmesinin nedenleri sorulur. 

Evsel atıkların değerlendirilmesi, çöplerin sürdürülebilir bir şekilde yönetilmesi ve kaynakların daha etkin bir şekilde kullanılabilmesi için neler yapılabileceği ve evsel atıkların hangi alanlarda değerlendirilebileceği gibi konularda tartışma ortamı oluşturulur. Evsel atıklardan yeşil hidrojen enerjisi üretiminin sürdürülebilir bir çözüm olarak önem kazandığı vurgulanır. Öğrencilerden evsel atıklardan enerji üretiminin çevresel etkilerinin neler olabileceğine ilişkin fikir yürütmeleri istenir. 

KİM.11.3.1
Öğrenciler, Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi (ICHET) tarafından İstanbul’da uygulamaya konulan Gezici Hidrojen Evi, Yakıt Pilli Yolcu Taşıma Aracı, Hidrojen Yakıt Pilli Forklift ve İDO Yakıt Pilli Kesintisiz Güç Kaynağı gibi projelerle ilgili gazete haberlerini inceler ya da bu projeler hakkında bilgi toplar (OB2,OB4). Öğrencilerin bu projelerde hidrojen enerjisinin kullanım yollarına ilişkin fikir yürütmeleri sağlanır. Hidrojen enerjisinin ne olduğu ve nasıl elde edilebileceğine ilişkin tanıtıcı bilgileri inceleyen öğrencilerden yanma tepkimesi sonucunda açığa çıkan ürünleri düşünerek hidrojen enerjisinin çevresel etkilerini açıklamaları istenir. Sınıf içi tartışmalar sırasında öğrencilerin hidrojenin çevresel sorunlar oluşturmayacağı, sürdürülebilir gelişime uygun olarak yenilenebilir kaynaklardan ve atıklardan elde edilebileceği için temiz enerji kaynağı olduğu ve yeşil hidrojen olarak adlandırılabileceği sonucuna ulaşmaları sağlanarak çevreyi, canlıları ve sürdürülebilirliği önemsemelerine, duyarlılık ve temizlik değerlerini kazanmalarına katkıda bulunulur (SDB2.1,SDB2.3,D5.2,D18.3,OB8). Öğrencilere fermantasyon hakkında sorular yöneltilir ve evsel atıklardan fermantasyon yöntemi ile hidrojen gazı elde edilmesi, gösteri deneyi olarak yapılabilir. Deney sırasındaki fermantasyon çeşitli bakterilerle gerçekleştirilebilir. Bu mümkün olmadığı takdirde maya kullanımı önerilir. Öğrencilerden gruplara ayrılarak iş birliği içinde hidrojen eldesinde kullanacakları evsel atıklara karar vermeleri istenir. Evsel atıklardan fermantasyon ile elde edilebilecek hidrojen gazı miktarını etkileyen faktörlere yönelik araştırma sorularının belirlenmesi sağlanır (SDB2.2,OB3). Öğrencilerden evsel atık türlerinden üçünü seçmeleri ve yeşil hidrojen enerjisi elde etmek üzere seçtikleri evsel atık türünün hidrojen gazı miktarının değişimine etkisine yönelik neden-sonuç ilişkilerini belirlemeleri istenir. Öğrenciler, oluşturdukları araştırma soruları bağlamında evsel atıklardan yeşil hidrojen gazı eldesine yönelik bağımlı-bağımsız değişkenleri ve kontrol değişkenlerini belirler ve fermantasyon deneyini her bir evsel atık için gerçekleştirir (KB2.2). Gruplar, deney sonuçlarını diğer deney gruplarıyla paylaşır ve deney verilerine dayanarak hidrojen gazı miktarının değişimine neden olan faktörlere yönelik önermeler sunar (SDB2.1,SDB2.2). Evsel atıkların içeriği ile fermantasyon sonucu elde edilen hidrojen gazı miktarı arasında ilişki kurulabilir. Öğrencilere fermantasyonun karanlık ortamda yapılmasının üretilen/elde edilen hidrojen gazı miktarını etkileyip etkilemeyeceği sorulabilir. Öğrencilerden fermantasyon yönteminin elde edilen hidrojen gazı miktarına olan etkisini belirlemek üzere hipotez oluşturmaları istenebilir. Evsel atık miktarının ve ortam sıcaklığının üretilen yeşil hidrojen gazı miktarına etkisine yönelik hipotez oluşturmaları da istenebilir. Öğrenciler, yeterli süre varsa grup arkadaşlarıyla hipotez oluşturma etkinliklerini gerçekleştirilebilir (SDB2.2). Ders süresinin yeterli olmaması durumunda değişkenler arası ilişkiler için deneysel süreç yapılmayabilir. Süreç, hipotez oluşturma ve planlama şeklinde de gerçekleştirilebilir. Öğrenciler, bu performans görevi çerçevesinde evsel atıklardan fermantasyon ile yeşil hidrojen elde etmeye ilişkin tasarladığı deneyin uygulama basamaklarını gösteren, yaptıkları deneyin sonuçlarını ve bu sonuçlara göre yapılabilecekleri içeren bir rapor hazırlayabilir (SDB3.3,OB6). Çalışma öncesinde öğrencilerden bir form aracılığıyla konu ile ilgili ön bilgilerinin neler olduğunu, deney sürecinde neyi öğrenmeyi beklediğini, ne tür stratejiler kullanacağını ve bu süreçte neler hissedebileceğini belirlemeleri istenebilir (SDB1.1). Ayrıca öğrencilerden öz değerlendirme formu aracılığıyla başlangıçta hedeflediği noktaya ulaşma durumunu, bu süreci kolaylaştıran davranışlarını ve bu süreçte neleri daha farklı yapabileceğini belirlemeleri istenebilir (SDB1.2,SDB1.3).

KİM.11.3.2
Etkinlik kâğıdında sağlık, teknoloji, tekstil, gıda gibi çeşitli alanlarda kullanılan nanoteknolojik ürünlere örnekler verilir ve bu ürünlerin özellikleri, kullanım amaçları ve sağladıkları yararlara ilişkin kısa tanıtıcı bilgiler sunulur. Etkinlik kâğıdında nanoteknolojik ürünlerin çevresel etkileri hakkındaki haberlere ve bilimsel verilere de yer verilir. Güncel gelişmelerin takip edilmesinin çalışkanlık değerine katkısını fark etmeleri sağlanır (D3.3). Öğrencilerden verilen bilgileri ve görselleri kullanarak nanoteknolojik ürünlerin faydalarının neler olduğunu ve olası zararlarının neler olabileceğini belirlemeleri istenir (E3.7,OB1,OB4). Grup çalışmasıyla öğrencilerin nanoteknolojik ürünlerin potansiyel faydalarını ve olası zararlarını kanıtlarla destekleyerek sorgulamaları sağlanır (E3.10,SDB2.2). Ardından öğrencilerden nanoteknolojik ürünlerin sağlık, etik, güvenlik ve sürdürülebilirlik açılarından etkileri hakkında akıl yürütmeleri istenerek sağlıklı yaşam ve duyarlılık değerlerine vurgu yapılır (KB2.16.1,SDB2.3,D5.2,D13.4,OB7). Öğrenciler nanoteknolojik ürünler temelinde ya da daha genel bir bakış açısıyla ulaştıkları çıkarımları etkinlik kâğıdında veya sınıf içi tartışmalarında yansıtır. Öğretmen, grupların ya da bireysel görüşlerin yansıtıldığı sınıf içi tartışma sürecinde görüş bildirmeden ulaşılan tüm çıkarımları dinler ve çıkarımların altında yatan nedenleri irdeler (KB2.14). Öğrenciler, sosyobilimsel konular arasında sayılabilecek nanoteknolojik ürünlerin sentezi ve kullanımı konusunda çok farklı fikirler üretebilir ve farklı görüşleri savunabilir. Bu savunmaların saygı değeri çerçevesinde olması sağlanır (D14.1,SDB2.1). Öğrenciler arasında nanoteknolojik ürünlerin üretilmesi gerektiğini düşünenler olabileceği gibi sadece sağlık sektörü gibi belirli alanlarda kullanılmak üzere üretilmesi gerektiğini, diğer alanlarda kullanılmaması gerektiğini düşünenler de olabilir. Bu süreçte eleştirel düşünme becerilerini desteklemek için öğrencilerden fikirlerine ilişkin birden fazla gerekçe sunmaları istenebilir (SDB3.3). Öğrencilere ders öncesi ve sonrasında nanoteknolojik ürünlerin olası fayda ve zararları hakkında değişen görüşlerini özetlediği bir yansıtma notu yazdırılabilir (SDB1.1,OB8).

KİM.11.3.3
Öğrencilere pandemi sürecinde kullandıkları maskeler hakkında sorular yöneltilir ve bu maskelerden plastik içerikli olanları belirlemeleri istenir. Bu maskeleri kullanırken maskelerden plastik parçaların kopma ihtimalinin olup olmadığı ve kopan parçaların solunum sisteminde birikme ihtimalinin olup olmadığı sorularak öğrencilerin sağlıklı yaşam değeri kapsamında yorum yapmaları istenir (D13.4). Ayrıca çevreye atılmış plastik içerikli maskelerin çevreye etkilerinin neler olabileceği sorularak öğrencilerin çevresel temizliğe önem vermeleri sağlanır (D18.3). Öğrencilerden tek kullanımlık plastik içerikli polipropilen maske örneğinden yola çıkarak mikroplastik ve nanoplastiklerin etkilerine ilişkin merak ettikleri bir konuyu belirleyerek araştırmaları istenir. Benzer ya da aynı konuyu merak eden öğrencilerden gruplar oluşturulur. Gruplar; mikroplastik ve nanoplastiklerin çevre, sağlık, gıda, enerji, malzeme bilimi, kozmetik ve kişisel bakıma olan etkileri hakkında tartışarak araştırma soruları sorar (SDB2.1,SDB2.2,SDB2.3,OB8). Araştırma sorularına cevaplar bulmak amacıyla çeşitli kaynaklardan bilgi toplar ya da öğretmen çeşitli kaynaklardan bilimsel bilgiler verebilir. Böylece öğrencilerin araştırmacı ve sorgulayıcı olmaları teşvik edilerek çalışkanlık değerini kazanmaları desteklenebilir (D3.3). Öğrenciler, ulaştığı bilgileri kullanarak mikroplastik ve nanoplastiklerin potansiyel faydaları ve olası olumsuz etkilerini belirler. Öğrencilerin bu etkilerin hangi durumlarda daha az olacağına ilişkin tahminlerde bulunması sağlanarak çevreye ve canlılara karşı duyarlı olmaları gerektiğine vurgu yapılır (D5.2). Topladığı bilgilerin doğruluğunu farklı kaynaklarla değerlendiren öğrenciler; mikroplastik ve nanoplastiklerin çevre, sağlık, gıda, enerji, malzeme bilimi, kozmetik ve kişisel bakıma etkileriyle ilgili çıkarımlar yapar (KB2.10,E3.10,OB1). Öğrencilere ders öncesi ve sonrasında mikroplastik ve nanoplastiklerin çevresel etkileri hakkında değişen görüşlerini özetlediği bir yansıtma notu yazdırılarak bu notu aileleriyle paylaşmaları öğrencilerden istenebilir. Mikroplastik ve nanoplastiklerin çevre, sağlık, gıda, enerji, malzeme bilimi, kozmetik ve kişisel bakıma olan olası faydaları ve olumsuz etkileri hakkında bir poster hazırlayarak bu posteri arkadaşlarına ve ailesine sunmaları istenebilir (D2.2). Öğrenciler, diğer öğrencilerin posterlerini “mikroplastik ve nanoplastiklerin olumlu ve olumsuz etkilerini doğru belirleyebilme” ölçütünü içeren bir akran değerlendirme formu ile değerlendirilebilir (SDB1.2). 

Öğrencilere hidrojen eldesinde kullanılan renk kodu terminolojisi (gri, turkuaz, mavi ve yeşil hidrojen) hakkında araştırma görevi verilebilir. Öğrenciler, bu süreçte hidrojen gazının farklı elde edilme yöntemlerinin avantaj ve dezavantajlarını ayrıntılı olarak inceleyebilir. Ayrıca biyogaz ile yeşil hidrojenin enerji kaynağı olma bakımından karşılaştırılmasına ilişkin araştırma projesi verilebilir.

*Öğrencilere arama kurtarma çalışmalarına destek sağlamak için tasarlanan giyilebilir teknolojiler, güneş enerjisi ile çalışan konum belirleme cihazları ve hareket enerjisi ile şarj edilebilen bataryalar hakkında araştırma projesi verilebilir. Nanoteknoloji ile güneş enerjisi dönüşüm verimliliğini artırarak karbon ayak izini azaltmaya ve sürdürülebilir enerji üretimini teşvik etmeye yönelik proje görevleri verilebilir. Öğrenciler, bu proje görevleriyle çevre dostu enerji çözümlerine katkıda bulunabilir.

*Öğrencilere nanoteknolojik malzemelerin sürdürülebilirliği ve çevreye etkileri ile ilgili araştırma görevi verilebilir. Ayrıca öğrencilerden nanoteknolojik malzemelerin üretiminden kullanımına kadar çevreye etkilerini çevre etki analizi yaparak belirlemeleri istenebilir. Öğrenciler öğretmenlerinin desteğiyle nanoteknolojik malzemelerin çevreye etkileri hakkında toplumun bilgi düzeylerini belirlemek amacıyla anket geliştirebilir, araştırma kapsamında anketleri uygulayarak veri toplayabilir, verileri analiz edebilir, elde ettiği verilerin sonuçlarını bilim yarışmaları, sempozyumlar, kongreler, bilim sergileri gibi alanlarda sunabilir.

Öğrenciler, plastik içerikli maskelerin kullanılmasının insan sağlığına etkilerini araştırabilir. Ayrıca genetik materyale etki ederek hücresel düzeyde hasara neden olabilen mikroplastikler hakkında toplumun farkındalık düzeyini artırmak ve bilinçli maske kullanımını teşvik etmek amacıyla etkinlikler yürütebilir. Etkinliklerini yaygınlaştırmak amacıyla kamu spotu, broşür hazırlayabilir veya sunum yapabilir.

Öğrencilere günlük hayatta sıkça karşılaştığı market fişleri, banka sıra numarası kâğıtları, elektrik, su ve doğal gaz faturaları gibi ürünlerde bulunan ve sağlığa zararlı olduğu bilinen bisfenol A (BPA) maddesi hakkında toplumsal farkındalığı artırmak için bir proje görevi verilebilir. Öğrenciler; özellikle patates kızartması, pizza gibi yağlı hazır yemek ürünlerinin termal kâğıtlarla teması sonucu BPA’nın yiyeceklere geçişi ve market fişleriyle temas edilmesi dolayısıyla deriden vücuda sızması gibi konular üzerinde araştırma yapabilir. Toplumu bilgilendirmek amacıyla el ilanları, kamu spotları hazırlayabilir veya sunum yapabilir.

Öğrencilere nanoteknolojik ürünlerin çevreye olumsuz etkilerini içeren belgeseller izletilebilir. Öğrenciler, nanoteknolojik malzemelerin günlük hayatta kullanımı ile ilgili olumlu örnekler ile çevreye zarar veren örnekler hakkında arkadaşlarıyla tartışabilir; dijital veri tabanlarından öğretmen desteği ile veriler elde edebilir. Verilerini broşür, poster, sunum veya kamu spotu gibi çalışmalar hazırlayarak arkadaşlarına sunabilir. 

Öğrencilere plastik su mataraları, plastik bardaklar ve termal kâğıtlarda kullanılan serbest BPA’nın insan sağlığına etkilerini içeren belgeseller izletilebilir. Öğrenciler, izlenimlerini aktardıkları bir sunum yapabilir. Nanoteknolojik materyallerin bilinçli kullanımı hakkında arkadaşlarıyla tartışabilir. 

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB1.3. Kendine Uyarlama (Öz Yansıtma), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık, SDB3.2. Esneklik, SDB3.3. Sorumlu Karar Verme

D3. Çalışkanlık, D4. Dostluk, D5. Duyarlılık, D6. Dürüstlük, D10. Mütevazılık, D11. Özgürlük, D14. Saygı, D18. Temizlik, D19. Vatanseverlik, D20. Yardımseverlik

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB2. Dijital Okuryazarlık, OB4. Görsel Okuryazarlık, OB6. Vatandaşlık Okuryazarlığı, OB7. Veri Okuryazarlığı

Öğrencilerin periyodik özellikler, kimyasal tepkime denklemleri, tepkime denklemlerinin denkleştirilmesi, stokiyometrik ilişkiler, metallerin ve ametallerin iyon yükü, elektrik iletkenliği ve dengeyi etkileyen faktörler ile ilgili bilgilere sahip oldukları kabul edilmektedir.

Öğrencilerin kimyasal tepkime türleri ve bu tepkimelerin oluşum süreçleri hakkında ön bilgilerini ortaya çıkaracak bir tartışma ortamı oluşturulabilir. Bu tepkime türlerinden hangileri ile elektrik enerjisi üretilebileceğini sorgulamaları sağlanabilir.

Günümüzde bilim insanlarının bitki köklerinden elektrik akımı ürettiği çalışmalara örnekler verilebilir. Metallerin seyreltik hidroklorik asit veya farklı metal tuzlarının sulu çözeltileriyle olan tepkime oluşum süreçleri gözlemlenerek indirgenme-yükseltgenme (redoks) tepkimelerindeki elektron transferine dikkat çekilebilir.

KİM.12.1.1
Metallerin (magnezyum, çinko, bakır, demir, kurşun, kalay) oksijen gazıyla, seyreltik hidroklorik asit çözeltisiyle ve metal tuzlarının sulu çözeltileriyle olan tepkimelerinden biri seçilir. Örneğin etkinlik kâğıdında çinko metalinin bakır ( II) nitrat tuzunun sulu çözeltisiyle olan tepkimesi verilerek öğrencilerden tepkime sonucunda elde edilecek ürün veya ürünleri tahmin etmeleri ve tepkime oluşum sürecine ilişkin gözlemlenebilir kanıtları belirlemeleri istenir (OB7). Öğrenciler, indirgenme-yükseltgenme tepkimesini gözlemleyerek tepkimenin oluşum sürecindeki kanıtlara ilişkin veri toplar ve topladığı verileri kaydeder (KB2.2). Bu çalışma ile öğrencilerin planlı ve araştırmacı olma özellikleri teşvik edilerek çalışkanlık değeri desteklenir (D3.2,D3.3). Öğrenciler, gözlem verileri temelinde indirgenme-yükseltgenme tepkimesinin oluşum sürecini alt mikro seviyede tanecik davranışları ve etkileşimlerini dikkate alarak hem sözel hem de süreç aşamalı tanecik modeli çizimleriyle açıklar (OB7). Ayrıca ilgili tepkimenin indirgenme ve yükseltgenme yarı tepkime denklemleri yazılarak yük denkliği sağlanır ve tepkime denklemi yazılır. Alt mikro seviyedeki indirgenme-yükseltgenme tepkimesi oluşum sürecini gösteren animasyonları gözlemlemesi sağlanan öğrenciler, kendi açıklamalarıyla animasyondaki gözlemlerini karşılaştırır (OB2). İndirgenme-yükseltgenme tepkimelerine ilişkin bilimsel gözlem süreci farklı tepkime örnekleri için tekrarlanır. Asidik ve bazik sulu çözeltilerde gerçekleşen indirgenme-yükseltgenme tepkime örnekleri seçilmez. Etkinlik kâğıtları “tepkime göstergelerini belirleyebilme, verileri toplayıp kaydedebilme, tepkime sürecini tanecik modeliyle çizerek açıklayabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile hem öğretmen hem de öğrenci tarafından değerlendirilebilir. Hazırlanan öz değerlendirme formu ile öğrenci kendi öğrenme sürecini değerlendirebilir (SDB1.2,SDB1.3).

KİM.12.1.2
Etkinlik kâğıdında öğrencilere farklı metaller (bakır, çinko, demir, kurşun vb.) ve bu metal tuzlarının sulu çözeltileri verilir. Öğrencilerden verilen metallerin aktifliklerinin sıralamasının belirlenmesine yönelik araştırma soruları oluşturmaları istenir (OB7). Böylece öğrencilerin çeşitli fikir, argüman ve yeni bilgilere açık olmaları sağlanır (D3.3). Öğrenciler, seçtiği araştırma sorusunu temel alarak metallerin aktifliklerinin sıralamasını tahmin edebilecekleri bir hipotez geliştirir. Öğrencilerden gruplara ayrılmaları ve iş birliği içinde çalışarak metallerin aktifliklerinin sıralamasını belirleyecekleri mikro ölçekli bir deney planlamaları istenir (SDB2.1,SDB2.2,D4.1). Böylece deney sırasında öğrencilerde dostluk değeri pekiştirilir. Gruplar, sanal veya gerçek ortamlarda planladıkları bir deneyi gerçekleştirir; konu ile ilgili veri toplar ve topladığı verileri kaydeder. Verilerini metallerin aktifliklerinin sıralamasına ilişkin oluşturduğu hipotez temelinde yorumlar (OB4). Geliştirdiği hipotez ile deney bulguları arasında tutarsızlıklar varsa bunun gerekçelerini açıklayarak hipotezini yeniler. Araştırmacı ve sorgulayıcı olmanın önemine vurgu yapılarak çalışkanlık değeri desteklenir (D3.3). Böylece öğrencilerin alternatif çözümler bulmaları ve yeni durumlara uyum sağlamaları desteklenir (E3.3,SDB3.2). Öğrenciler deney gözlemlerinden hareketle metallerin aktifliklerinin sıralamasına ilişkin makro seviyede elde ettikleri bulguları alt mikro ve sembolik seviyede ilgili metallerin elektron verme eğilimini, iyonlaşma enerjisini ve tepkime sürecindeki etkileşimleri dikkate alarak açıklar. Ayrıca sembolik seviyede indirgenme ve yükseltgenme yarı tepkime denklemlerini yazarak yük dengelerinin eşitliğini sağlar (OB7). Öğrenciler, metallerin aktifliklerinin bağıl sıralamasına ilişkin açıklamalarını alt mikro seviyedeki animasyon ve simülasyon gösterimleriyle karşılaştırmaları için yönlendirilir. Öğrencilerden açıklamalarını gözden geçirmeleri ve gerekirse yeniden düzenlemeleri istenir. Etkinlik kâğıtları “araştırma sorusu oluşturabilme, model geliştirebilme, araştırma gerçekleştirebilme, araştırma verilerini yorumlayabilme, verilere dayalı olarak metallerin aktifliklerine ilişkin sıralama yapabilme ve açıklamalarını bilimsel bilgilerle karşılaştırabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile hem öğretmen hem de öğrenci tarafından değerlendirilebilir (SDB1.2).

KİM.12.1.3
Elektrik depolama cihazlarının geliştirilmesinde büyük katkısı olan Luigi Galvani ve Alessandro Volta’nın çalışmaları örnek verilerek öğrencilerin konuya dikkati çekilebilir. Öğrencilere çinko (Zn) metali ile bakır (Cu2+) iyonlarını içeren sulu çözelti arasında gerçekleşen tepkimeyi makro seviyede gözlemleyebileceği görsel materyaller verilir. Bu tepkimede elektronların tepkenler arasında doğrudan transfer edildiğine dikkat çekilir. Öğrencilerden bu tepkimeden yola çıkarak elektrik enerjisi elde edilmesine ilişkin önermeler oluşturmaları istenir. Öğrenciler, istemli gerçekleşen bu tepkimede elektrik enerjisi eldesine dair geliştirdikleri gözleme dayalı olan ve olmayan önermeleri karşılaştırır. Böylece öğrencilerin etkili iletişim becerilerini kullanmaları, olaylar ve durumlar karşısında farklı bakış açıları olabileceğini kabul etmeleri sağlanır (E2.1,SDB2.1,D10.3,D14.1). Öğrencilerin elektrik enerjisi üretilen galvanik hücre düzeneğini gözlemleyebileceği görsel materyalleri incelemeleri sağlanır. Öğrenciler; gözlemlediği materyallerden ulaştığı makro, alt mikro ve sembolik seviyede gözlem verilerinden bir galvanik hücrenin temel bileşenlerini (anot yarı hücresi, katot yarı hücresi, elektrot, elektrolit, tuz köprüsü) ve işlevlerini tanımlar. Öğrencilerden katot ve anot yarı hücrelerinde gerçekleşen tepkimeleri indirgenme-yükseltgenme tepkimeleri ile ilişkilendirmeleri istenir (OB4). Öğrenciler, galvanik hücrelere ilişkin incelediği görsel materyallerde elektronların akış yönü ve iyonların göç yönü gibi gözlem yapamadığı durumlar hakkında tahminlerde bulunur. Galvanik hücrelere ilişkin yapmış olduğu gözleme dayalı olan ve olmayan tüm tahminlerinin geçerliliğini galvanik bir hücrenin özelliklerine ilişkin bilimsel bilgilere dayalı olarak sorgulaması sağlanarak çalışkanlık değeri destekleni (D3.3,OB4). Gözlem sonunda öğrenciler, istemli indirgenme-yükseltgenme tepkimelerinden elektrik enerjisi üretilmesi sürecine ilişkin önermeler oluşturmaları için yönlendirilir. Öğrencilere bir galvanik hücrenin temel bileşenlerini ve işlevini tanımladığı bir metin yazdırılabilir. Sınıf içi tartışma ile öğrencilerin gözlem yapmadığı durumlara ilişkin tahminlerini paylaşmaları ve değerlendirmeleri istenebilir (SDB2.1). Etkinlik kâğıtları, “öğrencinin önerme oluşturabilme ve tanımlama yapabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen tarafından değerlendirilebilir veya öğrenciden öz değerlendirme yapması istenebilir (SDB1.2).

KİM.12.1.4
Piller konusuna dikkat çekebilmek amacıyla öğrencilere “Lityum iyon pili üzerine yapılan çalışmalara 2019’da Nobel Ödülü verilmesiyle elektronik endüstrisinin gelişimi arasında nasıl bir ilişki vardır?” sorusu sorulabilir. Bir galvanik hücrede voltmetrede okunan değerin hücre potansiyeli (Ehücre) ve biriminin volt (V) olduğu bilgisi verilerek hücre potansiyeli tanımlanır. Ardından referans elektrot olarak kullanılan standart hidrojen elektrodu (SHE) hakkında bilgi verilerek işlevi açıklanır. Farklı standart elektrokimyasal hücrelere ait net tepkimeler, yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri ve standart hücre potansiyellerini içeren hazır veri seti verilir. Öğrencilerin verilen örnekleri inceleyerek standart hücre potansiyeli hesaplanmasına ilişkin örüntü oluşturmaları ve örüntüyü matematiksel olarak modellemeleri sağlanır (OB7). Öğrenciler, buldukları matematiksel modeller üzerinden genelleme yapmaları için yönlendirilir. Öğrencilerden bir elektrokimyasal hücrenin standart hücre potansiyelinin standart yarı hücre potansiyellerinin farkı (E°hücre=E°katot – E°anot) olduğu genellemesine ulaşmaları beklenir. Öğrenciler, matematiksel modellerini farklı elektrokimyasal hücrelerin standart potansiyellerinin hesaplanmasında kullanabilecekleri örnekleri inceler. Standart hücre potansiyellerinin hesaplanmasına ilişkin geliştirdiği matematiksel modele ilişkin genellemelerini bilim insanlarının genellemeleriyle karşılaştırır. Bu karşılaştırma ile öğrenciler araştırmacı ve sorgulayıcı olmaya teşvik edilerek çalışkanlık değeri desteklenir (D3.3). Daha sonra öğrencilere E°hücre değerinin sıfırdan büyük olduğunda net tepkimenin istemli (kendiliğinden gerçekleşen), sıfırdan küçük olduğunda net tepkimenin istemsiz olduğu çıkarımına ulaştıracak örnekler verilir (KB2.10). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen elektrokimyasal hücrelerin standart potansiyellerinin hesaplanması ve net tepkimenin istemli olup olmadığını belirlemesi istenebilir. Süreç sonunda farklı pil türleri ve bu pillerin günlük hayattaki kullanım alanlarıyla ilgili okuma parçası verilebilir. Ayrıca lityum iyon pillerine alternatif olarak geliştirilen sodyum iyon pillerinin geliştirilmesine yönelik yapılan yatırım artışının nedenleri sınıfta tartışılarak konuya ilişkin okuma parçası verilebilir.

KİM.12.1.5
Çevreye, canlılara ve sürdürülebilirliğe önem vermeye vurgu yapılarak fosil kaynaklı yakıt tüketimini azaltmaya yönelik kullanılan elektrikli araç teknolojilerinde bataryanın ömrünü etkileyen faktörlerin neler olabileceği hakkında öğrencilerin fikirleri alınır. Çevreye duyarlılık değeri vurgulanır (D5.2,D18.3). Ardından galvanik hücrelerin işleyiş mekanizmasını öğrenen öğrenciler, galvanik hücrelerin potansiyelini etkileyen faktörleri (seçilen elektrotların aktifliği, elektrolit derişimi, sıcaklık) belirler (OB1). Öğrenciler, grup arkadaşlarıyla çalışarak ilgili faktörlerin galvanik hücrelerin potansiyelinde yaratacağı olası değişimlerin neden-sonuç ilişkilerini tespit eder ve etkinlik kâğıdına yazar. Böylece öğrencilerin etkili iletişim becerilerini kullanmaları ve grupla çalışma becerisi sergilemeleri sağlanır (E1.5,SDB2.1,SDB2.2,D3.4,D14.1). Öğrenciler, galvanik hücrelerin potansiyelini etkileyen her bir faktörü dikkate alarak bağımlı-bağımsız değişkenleri ve kontrol değişkenlerini belirler. Öğrencilerden galvanik hücreler oluşturarak veya uygun simülasyonlar kullanarak belirledikleri bağımsız değişkenler temelinde deneyler planlamaları, planladıkları deneyi uygulamaları ve verileri etkinlik kâğıdına kaydetmeleri istenir (E3.7,SDB1.1,OB7). Öğrenciler, belirlediği her bir faktörün galvanik hücrelerin potansiyeline etkisine ilişkin Le Chatelier ilkesi temelinde önermeler oluşturarak bunları alt mikro seviyede açıklar (OB1). Sürecin bütünü “deney adımlarının takip edilerek galvanik hücrelerin potansiyeline etki eden faktörlerin belirlenebilmesi ve bu faktörlerin Le Chatelier ilkesi ile ilişkilendirerek açıklanabilmesi” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Ayrıca öğrenciden öz değerlendirme formu aracılığıyla başlangıçta hedeflediği noktaya ulaşma durumunu, bu süreci kolaylaştıran davranışlarını ve neleri daha farklı yapabileceğini belirlemesi istenebilir (E3.11,SDB1.2,SDB1.3). Bu bağlamda Türkiye’nin savunma sanayisine ve diğer sektörlere hizmet etmek üzere üretilen lityum iyon pil üretimi hakkında okuma parçası verilerek öğrencilerin Türkiye’nin kalkınmasını ve gelişmesini desteklemesine, Türkiye’nin her alanda güçlü olmasına yönelik projeler üretmenin ve ülkenin bağımsızlığını korumanın önemine vurgu yapılabilir (D11.1,D19.4,OB6).

KİM.12.1.6
İstemli indirgenme-yükseltgenme tepkime örnekleri verilir ve bu tepkimelerin gerçekleştiği galvanik hücrelerin özelliklerine ilişkin ön bilgilerini hatırlatıcı sorular sorularak öğrencilerden bilgilerini arkadaşlarıyla paylaşmaları istenir (E2.2,SDB2.1). Öğrenciler galvanik hücrelerde gerçekleşen tepkime örneklerine ilişkin anot ve katot yarı hücrelerinde meydana gelen yarı tepkime denklemlerini, standart indirgenme yarı hücre potansiyellerini, net tepkime denklemlerini ve bu net tepkime denklemlerine ait standart hücre potansiyellerini yazar. Pozitif hücre potansiyeline sahip bu istemli tepkimelerin istemsiz olarak ters yönde gerçekleşebilmesi için gerekli şartların ne olduğuna dair önermeler oluşturmaları öğrencilerden istenir (OB7). Öğrenciler, pozitif hücre potansiyeline sahip bu tepkimelerin ters yönde gerçekleşebilmesi için gerekli şartların ne olduğuna dair geliştirdikleri gözleme dayalı olan ve olmayan önermeleri sınıf içi tartışmalarla karşılaştırır. Sınıf içi tartışmaların dostluk, mütevazılık ve saygı değerleri çerçevesinde gerçekleşmesi için tartışma kuralları belirlenebilir (E2.1,SDB2.1,SDB2.3,D4.2,D10.3,D14.1). Öğrencilerden ergimiş bir tuzun ve suyun elektroliz edildiği elektrolitik hücreleri gözlemleyebileceği görselleri veya dijital materyalleri incelemeleri istenir (OB4). Öğrenciler, gözlemlediği materyallerden ulaştığı makro, alt mikro ve sembolik seviyede gözlem verilerinden hareketle bir elektrolitik hücrenin temel bileşenlerini (anot, katot, elektrolit ve güç kaynağı) ve işlevlerini tanımlar; anot ve katodu indirgenme-yükseltgenme tepkimeleri ile ilişkilendirir. Elektrolitik hücrelere ilişkin incelediği materyallerde elektronların, akımın ve iyonların göç yönü gibi gözlem yapamadığı durumlar varsa bunlar hakkında tahminlerde bulunur. Öğrencilerin elektrolitik hücrelere ilişkin yapmış olduğu gözleme dayalı olan ve olmayan tüm tahminlerinin geçerliliğini elektrolitik bir hücrenin özelliklerine ilişkin bilimsel bilgilere dayalı olarak sorgulamaları sağlanır (KB2.10,E3.10,D3.3,OB4). Öğrencilerden çeşitli endüstrilerde ve günlük hayatta elektrolitik hücre prensibi ile çalışan sistemlere ilişkin örnekler araştırmaları ve bu sistemlerin çalışma prensibi hakkında çıkarımlar yapmaları istenebilir. Elektrolitik ve galvanik hücrelerin ortak ve farklı özelliklerini gösteren bir Venn diyagramı hazırlamaları da istenebilir.

KİM.12.1.7
“2020 Tokyo Olimpiyat Oyunları’nda Türk sporcuların kazandığı madalyaların yapıldığı malzemenin nasıl elde edildiğini biliyor musunuz?” sorusu sorularak derse giriş yapılabilir (E1.1). Öğrenciler, elektroliz olayının gözlemlenebilir ve ölçülebilir niteliklerini belirlemek için ölçütler (katot ve anotta oluşan madde miktarı, akım miktarı, elektroliz süresi) oluşturur. Öğrencilerden eriyik bir tuzun elektroliz edildiği elektrolitik hücreleri gözlemleyebileceği görsel veya dijital materyalleri incelemeleri istenir (OB2,OB4). Bu elektroliz örneklerine ilişkin elektrotlarda değişime uğrayan madde miktarının hem devreden geçen elektrik akımı miktarı hem de elektroliz süresi ile değişimini gösteren veri seti verilir. Verilen nicel veri seti için bağımlı-bağımsız değişkenlerin belirlenmesi sağlanır. Bağımlı-bağımsız değişkenler arasındaki ilişkileri elektroliz olayında elektrotlarda değişime uğrayan madde miktarı, elektrik akımı miktarı ve elektroliz süresi arasındaki ilişkileri belirleyecek şekilde düzenlemeleri öğrencilerden istenir. Öğrenciler, elektroliz olayında elektrotlarda değişime uğrayan madde miktarının devreden geçen elektrik akımı miktarı ve elektroliz süresi ile değişimine yönelik iddialarını kanıtlara dayalı olarak açıklamaları için yönlendirilir (KB2.14,OB2,OB4). Öğrencilere Faraday’ın elektroliz yasasına ilişkin bilgiler verilir. Öğrenciler, matematiksel hesaplamalar yapmadan verilen bu bilimsel bilgileri elektroliz olayında değişime uğrayan madde miktarının hem devreden geçen elektrik akımı miktarı ile hem de elektroliz süresi ile ilişkisine yönelik açıklamalarını desteklemek için kullanır. Öğrenciler, Faraday’ın elektroliz yasasının çeşitli endüstrilerde ve günlük hayatta uygulanmasına ilişkin örnekleri araştırmaları ve bu örnekleri ulaştığı çıkarımlar ile ilişkilendirmeleri için yönlendirilebilir. Çıkış kartında elektroliz olayında değişime uğrayan madde miktarı ile akım miktarı ve elektroliz süresi arasındaki ilişkiyi açıklamaları öğrencilerden istenebilir.

KİM.12.1.8
Elektroliz yöntemiyle kaplanmış ürünlere günlük hayattan örnekler verilir. Öğrenciler, herhangi bir metal eşyayı (anahtar, kaşık, çatal vb.) elektrolizle kaplama deneyini yapmak için gruplara ayrılır. Öğrencilerin grup çalışmalarında uyumlu davranmaları ve grup içi etkinliklerde sorumluluklarını yerine getirmeleri sağlanır. Böylece çalışkanlık ve mütevazılık değerleri desteklenir (E2.2,SDB2.2,D3.4,D10.3). Öğrencilerden seçtikleri metal eşyayı elektroliz yöntemiyle kaplayabilmeleri için anot ve katot yarı hücrelerinde elektrot olarak hangi metalleri ve elektrolit çözeltileri kullanabileceklerini belirlemeleri istenir. Öğrencilerin bu hücrenin çalışması için uygulanması gereken minimum potansiyel değerini belirlemeleri sağlanır. Öğrenciler elektroliz yöntemi ile metal eşyanın bakır metali ile kaplanmasına ilişkin deney düzeneğini tasarlar, deney için gerekli malzemeleri hazırlar ve deneyi yapar (OB7). Yaptığı kaplama deneyinde kaplama kalınlığının nelere bağlı olduğuna dair farklı bakış açılarını grup arkadaşlarıyla tartışarak gereken koşulların nasıl sağlanabileceğine karar verir. Bu tartışmalar sırasında mütevazılık değeri desteklenir (SDB2.1,D10.3). Elektroliz yöntemi ile metal eşyanın kaplanması sürecine ilişkin tüm gözlemlerini not almaları öğrencilerden istenir. Öğrenciler, anot ve katotta gerçekleşen yarı tepkimeleri ve net tepkimeleri yazar. Deney gözlemlerinin Faraday’ın elektroliz yasası ile ilişkilendirilmesi sağlanır. Öğrenciler, deney sonuçlarını metal boru ve çivilerin galvanizle, bazı eşyaların nikel ya da kromla kaplanarak kullanılmasının nedenini açıklamada kullanır (OB7). Metallerin elektrolizle kaplanmasına ilişkin yaptığı deneyi raporlayabilir. Sürecin bütünü “kaplama kalınlığının bağlı olduğu etkenleri belirleme, anot ve katot yarı tepkimelerini ve net tepkimeyi yazabilme, deney bulguları ile Faraday elektroliz yasasını ilişkilendirebilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile hem öğretmen hem de öğrenci tarafından değerlendirilebilir (SDB1.2). 

KİM.12.1.9
Öğrenciler, metalden veya alaşımdan yapılmış kültürel varlıkların ve günlük hayatta sıkça karşılaştığı diğer malzemelerin korozyondan etkilenmiş örneklerini inceleyerek yaygın korozyon tepkimeleri temelinde korozyona neden olan faktörlerin metallerin korozyonuna etkisine ilişkin araştırılabilir sorular oluşturmaları için yönlendirilerek duyarlılık değeri vurgulanır (D5.2,OB7). Böylece öğrencilerin çeşitli fikir, argüman ve yeni bilgilere açık olmaları sağlanır (D3.3). Öğrenciler, ilgili faktörlerin metallerin korozyonuna etkisine yönelik modeller oluşturur. Gruplara ayrılmaları istenen öğrencilerin iş birliği içinde çalışmaları sağlanır. Öğrencilerden araştırma sorularını göz önünde bulundurarak bağımlı-bağımsız değişkenleri ve kontrol değişkenlerini belirleyip etkinlik kâğıdına yazmaları istenir. Böylece öğrencilerin etkili iletişim kurmaları, olay ve durumları çok yönlü bakış açısıyla değerlendirmeleri sağlanır (E2.1,SDB2.1,SDB2.2,D4.2,D14.1). Öğrencilerden ilgili faktörlerin korozyona etkisini incelemeleri için deneyler planlamaları ve planlarını gerçekleştirmeleri istenir. Öğrenciler, deneylerden elde ettikleri kanıtları yorumlayarak günlük hayatta metalden yapılmış araç gereç ve kültürel varlıkların korozyonunu önlemek için çözüm önerileri geliştirir (KB2.8). Öğrenciler bilimsel bilgiyi insanların ve toplumun yararına kullanmaya teşvik edilerek yardımseverlik değeri vurgulanır (D20.3). Öğrencilerin elde ettikleri bilgileri ve çözüm önerilerini arkadaşları ile paylaşmaları sağlanır (E2.2,SDB2.3,SDB3.3,D4.1,OB7). Öğrencilerden farklı metallerin korozyona uğramış örneklerini inceleyerek korozyona sebep olan faktörlere ilişkin araştırma sorusu oluşturmaları ve korozyonu önlemek için çözüm önerileri belirlemeleri istenebilir. Öğrenciler, çalışmalarını arkadaşları ile yazılı veya
sözlü olarak paylaşmaları için yönlendirilebilir.

Öğrencilerden sürdürülebilir enerji depolama sistemi kapsamında kimyasal enerjiden üretilen elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüşümünü araştırmaları istenebilir. Böylece öğrencilerin çeşitli fikir, argüman ve yeni bilgilere açık olmaları; bilimsel gelişim için merak duygusunun peşinden gitmeleri gerektiğini fark etmeleri sağlanabilir. Öğrenciler, araştırmalarından elde ettikleri verileri elektrikli otomobillerin çalışma prensipleriyle ilişkilendirmeleri için yönlendirilebilir. Elektrikli otomobillerde kullanılan pillerin kapasitesinin artırılması için yapılan çalışmaları inceleyebilir. Elde ettiği bilgiler ışığında mühendislik tasarım sürecini izleyerek kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren bir araç tasarlayabilir. Böylelikle öğrencilerin yeteneklerini geliştirecek faaliyetlere katılmaları, çalışmalarını planlayıp yürütmeye gayret göstermeleri, görev ve sorumluluklarını yerine getirirken kararlı davranmaları, bilimsel bilgiyi insanların ve toplumun yararına kullanmaları sağlanabilir. Öğrencilere bu aşamada tasarımda kullanmaları için modern enerji depolama teknolojilerinden olan lityum iyon pilleri tanıtılabilir. Öğrenciler; tasarımlarını teknoloji festivalleri, bilim fuarları vb. yerlerde sergileyebilir.

Öğrenciler, çeşitli pil türlerini ve bu pillerin yaygın kullanım alanlarını araştırabilir. Bu pillerin üretim, kullanım ve atık yönetimi süreçlerindeki çevresel etkilerinin öğrencilerin eleştirel düşünme becerilerinin işe koşularak değerlendirmesi sağlanabilir. Yenilikçi ve ekolojik stratejiler kullanılarak modern ve sürdürülebilir enerji depolama çözümlerinin geliştirilmesine yönelik çözüm önerileri geliştirilmesi sağlanabilir. Bu sayede öğrencilerin bilim, sanayi ve teknoloji alanındaki güncel çalışmaları takip etmeleri, yeteneklerini geliştirecek faaliyetlere katılmaları, ekosistemi korumak için etkili atık yönetiminin önemini bilmeleri, insana ve topluma katkıda bulunmak için zaman ayırarak bilimsel bilgiyi insanların ve toplumun yararına kullanmaları sağlanabilir.

Öğrencilerin yeşil kimya bağlamında bor madeninin atık ürün oluşumunun azaltılmasında, yenilenebilir enerji uygulamalarında ve tarım sektöründe kullanım potansiyelini değerlendirebilmeleri için geri dönüşüm tesisleri ve araştırma laboratuvarlarına saha gezileri düzenlenebilir. Öğrenciler, sanayi uygulamalarını ve bu uygulamaların çevresel etkilerini analiz edebilir. Yapılan analizlerden yola çıkarak yeni kullanım alanlarına yönelik özgün çözümler geliştirebilir. Böylece öğrencilerin bilim, sanayi ve teknoloji alanındaki güncel çalışmaları takip etmeleri, etkili atık yönetiminin ve temiz enerji kaynaklarının çevre ve toplum sağlığı için önemini bilmeleri, insana ve topluma katkıda bulunmak için zaman ayırarak bilimsel bilgiyi insanların ve toplumun yararına kullanmaları, Türkiye’nin ekonomik değerlerini tanıyıp korumaları, ülke kaynaklarını sürdürülebilir bir şekilde kullanmanın gerekliliği ile ilgili farkındalık oluşturmaları sağlanabilir.

*Öğrenciler, mühendislik tasarımı ve malzeme bilimi gibi çeşitli disiplinlerden edindikleri bilgilerden yola çıkarak ve tasarım yeteneğini kullanarak evde basit bir su elektrolizi cihazı oluşturabilirler. Böylece suyun hidrojen ve oksijene ayrıştırılma sürecini gözlemleme imkânı edinebilirler. Üretilen hidrojenin enerji potansiyelini değerlendirmek amacıyla basit bir yakıt hücresini sisteme entegre edebilirler. Bu deneylerden elde edilen verilerle temiz enerji ve yakıt hücresi teknolojisinin temel prensipleri hakkında derinlemesine bilgi edinebilirler. Böylece öğrenciler temiz enerjinin çevre temizliği, toplum ve insan sağlığı açısından önemini fark edebilirler. Öğrenciler, sıfır atık projesi bağlamında e-atık olarak değerlendirilen kullanılmış elektronik cihazlardan değerli metallerin geri kazanımı üzerine bir proje geliştirebilirler. Eski telefonlarından veya bilgisayar parçalarından altın, gümüş veya bakır gibi metalleri elektrokimyasal yöntemlerle ayrıştırmak için yöntemler araştırabilirler. Bu noktada öğrenciler, bilgi okuryazarlığı becerilerini işe koşarak araştırmaları sonucunda ulaştığı bu yöntemleri uygulayabilir ve geliştirebilirler. Geliştirdikleri yöntemleri katı atık merkezlerinde kullanmak üzere proje olarak sunabilirler. Böylece öğrencilerin çevrelerine ve canlı hayatına karşı duyarlı olmaları, sahip olduklarının değerini bilmeleri sağlanabilir. 

*Öğrenciler, elektrokromik malzemelerin sanayi uygulamalarını analiz ederek bu malzemelerin renk değiştirme özelliklerine dayalı basit bir elektrokromik cihaz prototipi oluşturabilirler. Geliştirilen bu prototipler, özellikle güneş ışığına tepki vererek renk değiştirebilen akıllı cam sistemleri veya estetik dekoratif uygulamalar için projelendirilebilir. Buradan elde ettikleri verilerle elektrokromik teknolojilerin potansiyel uygulama alanlarına yönelik endüstriyel süreçlere eleştirel bakabilir, çözümler geliştirebilirler. Öğrenciler, çözüm önerilerini arkadaşlarıyla tartışabilirler.

Öğrencilerin indirgenme-yükseltgenme tepkimelerine ilişkin bilimsel gözlem yapabilmeleri için öğretmen, öncelikle günlük hayatta karşılaşılan demirin paslanması gibi örnekler verebilir. Seçilen örnekler görsel materyaller ile desteklenebilir ve öğrencilerden benzer örnekleri bulmaları istenebilir. İndirgenme-yükseltgenme tepkimelerinin alt mikro ve sembolik seviyedeki gösterimlerini yapabilmeleri için basit tepkimelerden başlanarak benzer örneklerle öğrencilerin pratik yapmaları sağlanabilir.

Metallerin aktiflik sıralamasına ilişkin problemin veya araştırma sorularının belirlenmesi öğretmen rehberliğinde gerçekleştirilebilir. Model geliştirebilmelerini sağlamak amacıyla öğrencilere basit tepkimelerin gösterimleri yaptırılabilir. Deney yapma aşaması öğretmen rehberliğinde gerçekleştirilebilir.

Öğrencilerin galvanik hücrelerin potansiyelini etkileyen faktörleri belirleyebilmeleri için günlük hayattan verilen örnekler üzerinden neden-sonuç ilişkileri kurmaları sağlanabilir. Bu süreçte destekleyici sorularla yönlendirme yapılabilir, deney videoları izletilebilir ve öğrencilerin bu deneylerdeki bağımlı bağımsız değişkenleri fark etmeleri sağlanabilir. Le Chatelier ilkesi açıklanarak öğretmen rehberliğinde öğrencilerden önerme sunmaları istenebilir. 

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB1.3. Kendine Uyarlama (Öz Yansıtma), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık, SDB3.3. Sorumlu Karar Verme

D3. Çalışkanlık, D4. Dostluk, D5. Duyarlılık, D10. Mütevazılık, D13. Sağlıklı Yaşam, D18. Temizlik

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB2. Dijital Okuryazarlık, OB3. Finansal Okuryazarlık, OB4. Görsel Okuryazarlık, OB7. Veri Okuryazarlığı, OB8. Sürdürülebilirlik Okuryazarlığı

Öğrencilerin kovalent bağı, moleküller arası etkileşimleri, bağ enerjisini, atomların temel hâl elektron dizilimlerini bildikleri kabul edilmektedir.

Kovalent bağ, moleküller arası etkileşimler ve bağ enerjisine yönelik hatırlatıcı sorular sorulabilir. Elektronların orbitallere yerleşimine yönelik alıştırmalar yapılabilir.

Günlük hayatta yakıt olarak kullanılan doğal gaz, benzin; tatlılarda ve içeceklerde kullanılan şeker, doğal asitler; kozmetik ürünlerde bulunan alkol ve eterler; baharatların yapısında bulunan aromatik bileşikler; canlı organizmalar için vazgeçilmez olan amino asitler, proteinler, karbonhidratlar vb. organik bileşikler örnek verilerek karbon elementinin önemine vurgu yapılabilir.

KİM.12.2.1
Organik kimya tarihi açısından dönüm noktası olarak kabul edilen, Alman kimyacı Friedrich Wöhler’in 1828’de keşfettiği sentez örnek verilerek organik kimyaya giriş yapılır (E1.1). Öğrenciler, çeşitli molekülleri (H2, HF, F2, O2, N2) oluşturan atomlar arasındaki sigma ve pi bağ türlerini belirlemek için bağ sayısı, bağ uzunluğu, bağ enerjisi ve orbital örtüşmesini ölçüt olarak belirler. Bu aşamada araştırmacı ve sorgulayıcı olmanın önemine vurgu yapılarak çalışkanlık değeri desteklenir (D3.3). H2, HF, F2, O2, N2 moleküllerini oluşturan atomların arasındaki bağların oluşumu için orbital örtüşmesini içeren hazır veri seti üzerinden tek, çift ve üçlü bağların niteliklerine ilişkin örüntüler belirler (OB7). Öğrencilerin tek, çift ve üçlü bağların niteliklerine ilişkin oluşturdukları örüntüleri bağ enerjisi, bağ uzunluğu ve bağ sayısına dayalı olarak açıklamaları sağlanır (KB2.10,OB7). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen tek, çift ve üçlü bağ içeren karbon bileşiklerindeki sigma ve pi bağlarını belirlemeleri istenebilir.

KİM.12.2.2
Öğrencilere metan, etilen ve asetilen moleküllerini oluşturan atomların atom orbitallerinin ve hibrit orbitallerinin enerji düzeylerini gösteren diyagramlar ile her bir orbitalin uzayda yönelim şekilleri verilir. Öğrenciler; karbon atomuna ait bağ sayıları, hibrit orbitalleri ve orbital enerjileri arasındaki ilişkileri inceleyerek tek, çift ve üçlü bağların nasıl oluştuğuna yönelik ölçütler belirlemeleri için yönlendirilir. Araştırmacı ve sorgulayıcı olmanın önemine vurgu yapılarak çalışkanlık değeri desteklenir (D3.3,OB4). Öğrenciler, hazır veri setini kullanarak hibrit orbitallerinin oluşumuna ilişkin örüntü oluşturur. Metan, etilen ve asetilen moleküllerindeki orbital örtüşmelerinin üç boyutlu gösterimi üzerinden sigma ve pi bağlarının oluşumu verilerek öğrencilerden örüntü belirlemeleri istenir. Öğrencilerin belirledikleri örüntüyü gerekçelendirmeleri sağlanır (E3.7,OB4). NH3, H2O, BeH2, BH3 moleküllerindeki merkez atoma ait hibrit orbitallerinin enerji düzeyini gösteren diyagramların incelenerek orbital örtüşmeleri ve merkez atomlardaki hibritleşme türlerinin belirlenmesi sağlanır (KB2.7). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen farklı moleküllerin merkez atomlarının yaptığı hibrit türlerini belirlemeleri istenebilir.

KİM.12.2.3
Öğrenciler; BeH2, H2O, BH3, NH3, CH4 moleküllerinin hibrit orbitallerinin uzaydaki yönelimlerine göre oluşan molekül geometrilerine ilişkin varsayımda bulunur. Öğrencilerden verilen molekül örneklerini inceleyerek aynı sayıda atom içeren moleküllerin geometrilerini kendi aralarında karşılaştırarak örüntü belirlemeleri istenir (SDB2.1,OB2). Öğrencilerin BeH2, H2O, BH3, NH3, CH4 moleküllerinin uzay-dolgu modellerini incelemeleri sağlanır. Öğrencilerden belirledikleri molekül geometrileri ile verilen uzay-dolgu modellerini karşılaştırarak benzerlik ve farklılıkları tespit etmeleri istenir. Öğrencilerin üç atomlu molekülün doğrusal ya da açısal, dört atomlu molekülün düzlem üçgen ya da üçgen piramit, beş atomlu molekülün düzgün dört yüzlü geometriye sahip olduğuna ilişkin önermeler sunmaları sağlanır. Öğrenciler, VSEPR kuramı ile ilgili güvenilir bilgiye ulaşarak sunduğu önermeleri değerlendirir (E3.10,D3.3,OB4). Öğrenciler karbon allotroplarının özelliklerini içeren kanıt kartlarını kullanarak allotropların özelliklerini belirler, benzerlik ve farklılıklarını listeler (KB2.7). Kurşun kalem uçları kullanılarak mikro ölçekte grafen eldesi deneyi yaptırılır (FBAB7). Performans görevi çerçevesinde öğrencilerden verilen çeşitli molekülleri farklı materyaller kullanarak modellemeleri istenebilir.

KİM.12.2.4
Öğrencilerden etkinlik kâğıdında basit formülü, molekül formülü, çizgi bağ formülü, açık ve yarı açık formülü ile uzay dolgu molekül modelleri verilen çeşitli organik bileşiklerin yapı formülüne ilişkin örüntü belirlemeleri istenir. Öğrencilerin belirledikleri örüntüleri kullanarak organik bileşiklerin yapı formüllerine ilişkin genelleme yapmaları sağlanır (KB2.16.1,E3.4,OB4). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen çeşitli organik bileşiklerin açık formülü, yarı açık formülü, çizgi bağ formülü, molekül formülü ve basit formülünü belirlemeleri istenebilir. Etkinlik kâğıtları, “örüntü oluşturabilme ve örüntüler üzerinden genelleme yapabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile hem öğretmen hem öğrenci tarafından değerlendirilebilir (SDB1.2).

KİM.12.2.5
Meyvelerin olgunlaştırılmasında kullanılan etilenin, mum yapımında kullanılan parafinin ve yünlü kumaşları güvelerden korumakta kullanılan naftalinin moleküler yapıları örnek gösterilerek öğrencilerin konuya dikkatleri çekilebilir. Öğrencilerin bazı alifatik ve aromatik hidrokarbonlara ilişkin verilen yapı formüllerini incelemeleri sağlanır. Öğrencilerden hidrokarbonları sınıflandırmaları için tek, çift ya da üçlü bağların varlığı, halkalı yapıların bulunması veya benzen halkasını içerip içermediği gibi ölçütler belirlemeleri istenir (OB1). Öğrenciler, belirledikleri ölçütler doğrultusunda hidrokarbonları alifatik ve aromatik hidrokarbonlar (benzen ve türevleri) olarak iki gruba ayrıştırır. Ayrıştırdıkları alifatik hidrokarbonları ise alkan, alken, alkin, halkalı hidrokarbonlar olarak gruplandırırlar. Öğrencilerden oluşturdukları grupları hidrokarbonların sınıflandırılmasına ilişkin bilimsel bilgilerle karşılaştırmaları istenir (E3.6,D3.3,OB1). Yapılandırılmış grid ile öğrencilerden verilen çeşitli hidrokarbonları alifatik (alkan, alken, alkin, halkalı) ve aromatik hidrokarbonlar olarak sınıflandırmaları istenebilir.

KİM.12.2.6
Öğrencilere alifatik hidrokarbonların adlandırılmasında kullanılan ön ve son eklerin; ayrıca birincil (primer), ikincil (sekonder), üçüncül (tersiyer) alkil gruplarının yer aldığı çeşitli alifatik hidrokarbonların örneklerini kapsayan etkinlik kâğıtları verilir. Etkinlik kâğıtlarında her bir alifatik hidrokarbon sınıfına ilişkin moleküllerin yarı açık formülleri ile bunların sistematik adları da bulunmalıdır. Öğrenciler, etkinlik kâğıtlarındaki örnekleri inceleyerek her bir alifatik hidrokarbon sınıfının sistematik adlandırılmasına ilişkin bir örüntü bulmaları için yönlendirilir (E3.6,OB7). Her grup bulduğu örüntü için genel bir formül belirler (D3.3). Ardından incelediği her alifatik hidrokarbon sınıfının IUPAC sistemi adlandırma kurallarına göre sistematik adlandırmasını yapar (OB7,KB2.9). Bazı aromatik bileşiklerin (benzen, toluen, fenol, anilin, benzoik asit, benzaldehit, fenil eten) özel adları ve adlandırma sırasında sıklıkla kullanılan aril grupları öğrencilere verilir. Etkinlik kâğıtları, “alifatik hidrokarbonların sistematik adlandırılmasına yönelik örüntü oluşturabilme, genellemeye ulaşabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile hem öğretmen hem öğrenci tarafından değerlendirilebilir (SDB1.2).

KİM.12.2.7
Karbon sayıları aynı olan dallanmamış ve dallanmış zincirli hidrokarbon örnekleri verilir ve öğrencilerden her bir bileşik örneğinin kapalı formülünü belirlemesi istenir. Öğrenciler, dallanmamış hidrokarbon molekülünün karbon sayısını değiştirmeden olası dallanmış yapı formüllerini çizer ve çizdiği her bir yapı formülünün kapalı formülünü yazar. Çizilen yapı formülü örnekleri kullanılarak “kapalı formülleri aynı, yarı açık formülleri farklı olan hidrokarbonların birbirleri ile izomer olduğu” bilgisi verilir. Öğrencilere kapalı formülleri aynı olan farklı alifatik hidrokarbon bileşiklerinin yer aldığı etkinlik kâğıdı verilir. Öğrencilerden verilen bileşiklerin kapalı ve yarı açık formüllerini incelemeleri ve aralarındaki farkı belirleyen ölçütleri (ana zincire bağlı grupların konumu, açık zincir veya halkalı yapı, ikili bağ yapmış karbon atomlarına bağlı grupların konumları, pi bağının konumu) tespit etmeleri istenir (OB4). Öğrenciler; kapalı formülleri aynı olan farklı hidrokarbonları, sikloalkan-alken, sikloalken-alkin, karbon atomlarının farklı şekillerde dizilmesi, alkenlerde ikili bağ yapmış karbon atomlarına bağlı grupların simetri eksenine göre konumları, pi bağının konumu şeklinde ayrıştırır. İncelediği alifatik hidrokarbonları izomerliklerine göre gruplandırır. Öğrencilerin grupların adlarını zincir-halka, zincir-dallanma, cis-trans ve konum izomeri olarak adlandırması sağlanır. Sikloalkanlarda cis-trans izomerleri işlenmez. Yapılandırılmış grid ile öğrencilerden farklı alifatik hidrokarbon örneklerinin izomerliklerini belirlemeleri istenebilir.

KİM.12.2.8
Öğrencilere alifatik hidrokarbonların yanma, katılma (H2, X2, HX, H2O katılması) ve polimerleşme tepkimesi verme eğilimleri, yaygın kullanım alanları, kaynama noktası ve buhar basıncı gibi kimyasal ve fiziksel özelliklerine ilişkin veriler verilir. Öğrencilerin alifatik hidrokarbonların dallanma ve içerdikleri karbon atomu sayısına göre değişen fiziksel özelliklerini, pi bağı bulundurmasına göre değişen kimyasal özelliklerini belirlemeleri sağlanır (OB1). Alifatik hidrokarbonların benzer ve farklı fiziksel ve kimyasal özelliklerinin listelenmesi öğrencilerden istenir (OB1). Venn diyagramı üzerinde alifatik hidrokarbonların fiziksel ve kimyasal özelliklerinin benzerlik ve farklılıklarının listelenmesi de istenebilir.

KİM.12.2.9
Öğrencilerin günlük hayatta kullandıkları dezenfektanlar, aseton, sirke gibi maddelerin kullanım alanları, fiziksel özellikleri (koku gibi), kimyasal özellikleri (yanıcılık gibi), benzerlik ve farklılıklarıyla ilgili fikirleri alınarak konuya dikkatleri çekilebilir. Fonksiyonel gruba sahip çeşitli organik bileşiklerin (alkol, eter, aldehit, keton, karboksilik asit ve ester) molekül ve yarı açık formüllerinin olduğu kanıt kartları öğrencilere verilir. Öğrencilerden kanıt kartlarında verilen organik bileşikleri fonksiyonel gruplarına göre sınıflandırabilmeleri için ölçütler (-OH, -OR, -COR, -COOH, -COOR) belirlemeleri istenir. Öğrenciler inceledikleri organik bileşikleri, yapısındaki fonksiyonel grubuna göre ayrıştırır. Öğrencilerin ayrıştırdığı organik bileşikleri alkol, eter, aldehit, keton, karboksilik asit ve ester olarak gruplandırmaları sağlanır (OB7). Öğrenciler, fonksiyonel gruplarına göre oluşturdukları grup adlarını güvenilir bilgiye ulaşarak bilimdeki karşılığı ile kıyaslar (D3.3). Yapılandırılmış grid ile öğrencilerden farklı organik bileşikleri fonksiyonel gruplarına göre sınıflandırmaları istenebilir. 

KİM.12.2.10
Öğrencilere çeşitli alkol, eter, aldehit, keton, karboksilik asit ve ester bileşiklerinin yapı formülleri, IUPAC sistemine göre adları, adlandırmada kullanılabilecek Latince ön ve son eklerin bulunduğu etkinlik kâğıtları verilir. Etkinlik kâğıtları her bir organik bileşik türü için ayrı ayrı hazırlanır. Öğrenciler; alkol, eter, aldehit, keton, karboksilik asit ve ester için hazırlanan etkinlik kâğıdındaki her bir organik bileşiği inceler ve bileşiklerdeki fonksiyonel grubu, en uzun karbon zincirini ve varsa yan grupları belirler (OB7). Organik bileşikler üzerinde belirledikleri kısımlar ile bileşiğin sistematik adı arasında ilişki kurar. Organik bileşiklerin sistematik adlandırılma kurallarına ilişkin genelleme yapılması sağlanır (OB7). Alkollerin adlandırılması etkinliğinde ayrıca hidroksi grubu sayısı farklı alkollerin molekül ve yarı açık formüllerinin olduğu bir tablo verilir. Öğrencilerin etkili iletişim kurmaları, olaylar ve durumlar karşısında farklı bakış açıları olabileceğini kabul etmeleri sağlanarak öğrencilere bu bileşikler arasında fark olup olmadığı ve bunları hangi ölçütü kullanarak ayırt edebilecekleri sorulur (SDB2.1,D4.1,D10.3). Öğrenciler, karışık olarak verilen alkol moleküllerini hidroksi grubu sayısına göre gruplandırır (OB1). Alkollerin adlarını içerdiği hidroksi grubu sayısına göre monoalkol ve polialkol (diol, triol) olarak belirler. Ardından alfa karbonundaki alkil grubu sayısı farklı alkollerin molekül ve açık formüllerinin olduğu tablo verilir. Öğrencilerden karışık olarak verilen alkol moleküllerini inceleyerek alkolleri alfa karbonuna bağlı alkil grubu sayısına göre ayrıştırmaları istenir (OB7). Öğrenciler ayrıştırdıkları alkolleri alfa karbonuna bir tane alkil grubu bağlı (birincil karbon atomu), iki tane alkil grubu bağlı (ikincil karbon atomu) ve üç tane alkil grubu bağlı (üçüncül karbon atomu) şeklinde gruplandırır (E3.7). Alkolleri alfa karbonundaki alkil sayısına göre birincil (primer), ikincil (sekonder) ve üçüncül (tersiyer) alkol olarak adlandırır (OB7). Öğrencilere aynı karbon atomunda birden fazla (-OH) grubunun bağlı olduğu moleküller ile -OH grubunun bağlı olduğu karbon atomunda pi bağı bulunan kimyasal türlerin alkol olmadığı bilgisi verilir. Öğrencilere çeşitli ester moleküllerinin yarı açık formüllerinin, sistematik adlarının ve ilgili esteri oluşturan karboksilik asit ve alkolün sistematik adının bulunduğu etkinlik kâğıdı verilir. Öğrenciler, ester molekülündeki oksijen atomuna bağlı olan alkil grubunu (-OR) ve (RCO-) grubundaki karbon sayısına karşılık gelen karboksilik asidi belirler. Ester molekülü üzerinde belirledikleri kısımlar ile bileşiğin sistematik adı arasında ilişki kurar (OB4). Öğrencilerden esterlerin sistematik adlandırma kurallarına ilişkin genelleme yapmaları istenir. Ayrıca öğrencilere esterlerin özel adları da verilir. Öğrencilere aynı molekülde farklı fonksiyonel gruba (-OH, -OR, -CHO, -COR, -COOH, -COOR, -C6H5, -X) sahip organik bileşikler ve IUPAC sistemine göre adlarının bulunduğu etkinlik kâğıdı verilir. Öğrencilerden gruplara ayrılmaları ve iş birliği içinde organik bileşiklerin adlandırılmasında fonksiyonel grup önceliğini belirlemeleri istenir (E2.1,SDB2.1,SDB2.2,D3.4,D10.3). Etkinlik kâğıtları “fonksiyonel gruba sahip organik bileşiklerin fonksiyonel grubu, ana zinciri ve yan gruplarını belirleyebilme; organik bileşiklerin fonksiyonel grubu ile bileşiğin sistematik adı arasında ilişki kurabilme ve organik bileşiklerin sistematik adlandırılma kurallarına ilişkin genelleme yapabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen tarafından değerlendirilebilir veya öğrenciden öz değerlendirme yapması istenebilir (SDB1.2,SDB1.3). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen çeşitli alkol, eter, aldehit, keton, karboksilik asit, ester bileşiklerinin IUPAC sistemine göre adlarını belirlemeleri istenebilir.

KİM.12.2.11
Öğrencilere kapalı formülleri aynı, fonksiyonel grubu farklı olan çeşitli organik bileşiklerin (alkol, eter, aldehit, keton, karboksilik asit, ester) sistematik adları ve kapalı formülleri etkinlik kâğıdında verilir. Öğrenciler, kapalı formülleri aynı olan bileşikleri diğerlerinden ayırır ve bileşikleri alkol-eter, aldehit-keton, karboksilik asit-ester şeklinde ikili gruplara ayırır (OB4). Bileşikleri ilk olarak çizimleriyle modelleyen öğrenciler, modelleri ile ilgili açıklama ve tartışmalarının ardından kendilerine verilen malzemelerle (atom modelleri, hamur, kürdan, tel vb.) bileşiklerin uzay-dolgu modellerini oluşturur (SDB2.1,SDB2.2). Sınıfta grupların oluşturduğu modeller incelenir, bileşikleri temsil etme durumları açısından değerlendirilir ve bilimsel modellerle karşılaştırılır (E3.10,OB4,D3.3). Sorularla öğrencilerin kapalı formülleri aynı, fonksiyonel grubu farklı olan bileşiklerin birbiriyle izomer olduğu çıkarımına ulaşmaları sağlanır. Bu tür izomerliğin fonksiyonel grup izomerliği olduğu ifade edilir. Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen kapalı formülleri aynı olan bileşikler için fonksiyonel grubu farklı olan modeller önermeleri istenebilir. Öğrencilere alkol ve eterlerin, aldehit ve ketonların, karboksilik asit ve esterlerin genel özellikleri (hibrit türü, polar yapısı, hidrojen bağı içerme durumu, suda çözünmesi, kaynama noktası, kokusu) hakkında bilgi verilir. Öğrencilere bazı önemli alkollerin (metil alkol, etil alkol, etandiol, propantriol) ve eterlerin sağlık, kozmetik gibi sektörlerde nasıl kullanıldığına ilişkin araştırma görevi verilebilir (KB2.6). Bazı önemli aldehitlerin ve ketonların (formaldehit, aseton) kozmetik ve gıda sektöründe nasıl kullanıldığına ilişkin araştırma görevi verilebilir. Bunların yanı sıra karboksilik asitlerin ve esterlerin (formik asit, asetik asit, benzoik asit, salisilik asit, ftalik asit, folik asit, sitrik asit, malik asit, lanolin, balmumu, balsam) sağlık, kozmetik, gıda sektöründe nasıl kullanıldığına ilişkin araştırma görevi de verilebilir (KB2.6,D13.4). Öğrencilerden çeşitli organik bileşiklerin kullanım alanları ile ilgili araştırma görevi sırasında bu bileşiklerin insana ve çevreye olumlu ve olumsuz etkilerini belirlemeleri, bu bileşikleri içeren ürünlerin kullanımına yönelik kendilerini değerlendirmeleri, bu süreçte neler hissettikleri ve bu bileşiklerin çeşitli sektörlerde daha etkili kullanılması için neler yapılabileceği üzerine bir rapor yazmaları istenebilir (SDB1.1,SDB1.3,SDB2.3,SDB3.3,OB8).

KİM.12.2.12
Karbon temelli enerji kaynaklarının neler olduğu sorulur. Kömür, petrol, doğal gaz ve alkolün karbon temelli enerji kaynakları olduğu söylenir. Etkinlik kâğıdında kömür, petrol, doğal gaz ve alkolün her birinin temel bileşenleri kapalı formülleriyle birlikte verilir. Öğrencilerden fosil yakıtların temel bileşenlerinin yanma tepkimelerini yazmaları, tepkimelerin ekzotermik özelliğine ve yanma ürünlerine ilişkin varsayımlarda bulunmaları istenir. Öğrencilere kömürün oluşum sürecine, türlerine, yer altındaki derinliklerine, yanma ısılarına ve kimyasal içeriğine ilişkin kanıt kartları verilir. Öğrenciler, kanıt kartlarını inceleyerek kömür türlerinin karbon içerikleri, yer altındaki derinlikleri, yanma sırasında ürettikleri enerji ve sera gazı emisyonları arasındaki ilişkiyi belirler.

Öğrencilerden kömür türleri ile bunların kimyasal içeriği arasındaki ilişkinin yanı sıra azot oksitler ve kükürt dioksit gazları emisyonları arasındaki bağlantıyı da belirlemeleri istenir. Bu bağlamda öğrenciler; kömür, petrol ve doğal gazın kimyasal içeriği, yandıklarında verdikleri enerji miktarı ve emisyon gaz miktarlarını gösteren kanıt kartlarını inceler; enerji kaynaklarını yandıklarında açığa çıkan enerji miktarı ve emisyon ayak izleri açısından karşılaştırır (OB8). Karşılaştırma sonuçlarından hareketle karbon temelli enerji kaynaklarının kimyasal içeriği ile sera etkisi, hava kirliliği ve asit yağmuruna neden olma potansiyeline ilişkin önermeler sunar. Önermeleri duyarlılık ve temizlik değerleri kapsamında değerlendirir (D5.2,D18.3). Öğrencilerden önermelerini sınıfta sunulan diğer önermeler ile karşılaştırmaları ve yeni bilimsel veriler eşliğinde değerlendirmeleri istenir (E3.10,SDB2.1,OB8). Öğrenciler; etkinlik kâğıdında verilen çeşitli hidrokarbonların açık ve kapalı formüllerini, uzay-dolgu molekül modellerini, yanma tepkimelerini (sembolik ve alt mikro seviyede) ve yanma ısısını içeren bilgileri inceler. Öğrencilere hidrokarbonların yanma ısısı ile karbon içeriği, düz zincir veya dallanmış zincir yapısı arasında ilişki kurmalarını sağlayacak sorular sorulur (OB7). Ayrıca hidrokarbonların kararlılıkları ile yanma ısıları arasında da ilişki kurmaları için öğrencilere sorular sorulur. Fosil yakıtların oksijen ile yanma tepkimesi verdiği gibi hidrojenin de oksijen ile olan tepkimesine dikkat çekilerek hidrojenin de yakıt olarak kullanılıp kullanılamayacağının sorgulanması sağlanır. Ayrıca benzinin yapısı ve oktan sayısının önemi hakkında bilgi verilir. 

Öğrencilerden gruplara ayrılmaları ve kendilerine verilen alkoller (farklı karbon sayılı, düz zincirli, dallanmış, monoalkol, polialkol vb.) arasından en fazla enerji veren alkolü belirlemek amacıyla iş birliği içinde deney planlamaları istenir (D3.2). Öğrencilere deneye başlamadan önce deney sürecinde uymaları gereken laboratuvar güvenliği kuralları hatırlatılır. Öğrenciler verilen propanol, 2-propanol, bütanol, 2-bütanol, pentanol, 2-pentanol bileşikleri arasından aynı karbon sayısına sahip olan iki alkolü seçer ve mini ispirto ocaklarını kullanarak deneyini yapar (OB1). Bu süreçte öğrencilerin grup arkadaşlarıyla uyumlu çalışmaları ve mütevazılık değerini pekiştirmeleri beklenir (SDB2.2,D10.3). Öğrencilerden deney verilerine dayanarak alkollerin düz zincirli ve dallanmış zincirli yapıları ile yanma tepkimesi sonucunda açığa çıkan ısı arasında ilişki kurmaları ve alkollerin dallanma yapısına bağlı olarak yanma ısısında gözlemlenen azalmayı alkolün molekülleri arasındaki hidrojen bağı kuvvetindeki azalma ve kararlılık ile ilişkilendirilerek açıklamaları beklenir (E1.3,OB8). Öğrencilerden performans görevi çerçevesinde farklı fosil yakıtların kullanımıyla ortaya çıkan enerji miktarını ve sera gazlarını araştırarak çevreye olan etkilerini belirlemeleri ve sürdürülebilir bir çevre için hangi fosil yakıtın kullanılması gerektiği ile ilgili çıkarım yapmaları istenebilir. 

Öğrencilerden kozmetik, parfümeri, farmakoloji, temizlik, tekstil gibi farklı sektörlerde yaygın olarak kullanılan organik çözücüleri genel olarak sınıflandırmaları ve bu çözücülerin potansiyel toksik etkilerini araştırmaları istenebilir. Ayrıca parfüm, kolonya ve boya fabrikası gibi yerlerde çalışan bireylerle röportaj yapmaları teşvik edilerek bu sektörlerde kullanılan organik bileşiklerin neden olduğu potansiyel sağlık sorunları ve sağlığı korumaya yönelik alınan önlemler hakkında bilgi toplamaları istenebilir.

Öğrencilerden çeşitli yağ asitleri ve doğal katkı maddeleri kullanarak katı sabun yapmaları istenebilir. Sabun yapımında sodyum hidroksit (kostik) yerine çeşitli atıkların yanması sonucu oluşan küllerden baz eldesi denenebilir. Yapılan sabunun pH değeri, suda çözünme süreci, köpürmesi ve farklı türden kirleri çıkarma özelliği test edilebilir. Öğrencilerden hazırladıkları sabunlar için kullanma kılavuzu ve etiket hazırlamaları istenebilir.

“İklim koşulları nedeniyle Türkiye, çeşitli bitkilerin yetişebildiği elverişli coğrafi bir konuma sahiptir. Bu özelliğinden dolayı kozmetik, parfümeri, farmakoloji, gıda gibi birçok sektöre ham madde sağlanması açısından oldukça zengindir.” bilgisi verilerek öğrencilerden bölgelerinde yetişen bitki türlerinin yapısında hangi organik maddelerin olduğunu ve bu maddelerin hangi sektörde nasıl kullanıldığını araştırmaları istenebilir.

Öğrenciler grup arkadaşlarıyla çalışarak çevre, ekonomi ve hayat kalitesi üzerinde fosil yakıtların etkilerini değerlendirebilir. Fosil yakıtların sürdürülebilirlik açısından da değerlendirilmesi istenebilir. Öğrencilerden sera gazı emisyonlarını azaltabilecek potansiyele sahip sektörler ve Türkiye’nin karbon nötrlüğü hedefine ulaşabilmesi için alınması gereken önlemler hakkında bilgi toplamaları istenebilir. Öğrencilerden edindikleri bilgiler doğrultusunda yaşadıkları bölgedeki karbon emisyonunu azaltacak bireysel ve kurumsal önlemler hakkında yol haritası belirlemeleri ve bunu ilgili kişilerle ve kurumlarla paylaşmaları istenebilir.

Öğrencilerden sosyobilimsel konulardan biri olan tarımda pestisit kullanımı ile ilgili araştırma yapmaları, araştırma sonuçlarına yönelik bir sunu hazırlamaları ve bunu çevresi ile paylaşmaları istenebilir. Bu araştırma kapsamında pestisitlerin genel olarak neler olduğu, avantaj ve dezavantajları, pestisitlere nerede ve ne zaman maruz kalındığı, bunların insan sağlığına ve çevreye etkileri, etkilerinden korunabilmenin yolları gibi konular ele alınabilir. Öğrencilerin insan sağlığının, çevrenin, hedef dışı organizmaların korunması ile tarım çalışanlarının iş sağlığı ve güvenliği kapsamında yapılabilecekler ve pestisitlerin kullanımını azaltacak farklı çözümler üzerine düşünmeleri sağlanabilir.

*Doğal polimerler (glikojen, selüloz, kitin, protein, nişasta, DNA ve RNA) ve yapay polimerler [kauçuk, akrilik, polietilen (PE), polietilen tereftalat (PET), polivinil klorür (PVC), politetraflor eten (TEFLON), polistiren (PS)] tanıtılır. Doğal ve yapay polimerlerin bozunma süresi, bozunma ürünleri, bozunma ürünlerinin sağlık ve çevre açısından etkisi, maliyet ve geri kazanım süreçlerine ilişkin kanıt kartlarını inceleyen öğrencilerden polimerlerin çevre, sürdürülebilirlik ve ekonomi üzerindeki etkilerini değerlendirmeleri istenebilir. Ayrıca öğrencilerden polimer üretimi maliyet hesabı, geri dönüşüm sürecinin maliyeti ve çevreye vereceği zarara ilişkin maliyet hesabı yapmaları istenebilir. 

*Öğrenciler kendilerine verilen alkol örneklerini kullanarak “karbon sayısı ile enerji, dallanma ile enerji, fonksiyonel grup sayısı ile enerji arasındaki ilişkiyi belirlemek”, “karbon sayısı ile sera gazı emisyonu, dallanma ile sera gazı emisyonu, fonksiyonel grup sayısı ile sera gazı emisyonu arasındaki ilişkiyi belirlemek”, “karbon sayısı ile azot oksitler ve kükürt dioksit gazlarının emisyonu, dallanma ile azot oksitler ve kükürt dioksit gazlarının emisyonu, fonksiyonel grup sayısı ile azot oksitler ve kükürt dioksit gazlarının emisyonu arasındaki ilişkiyi belirlemek” gibi amaçlardan biri ya da birkaçını seçerek deneyler tasarlar ve tasarladıkları deneyleri gerçekleştirebilirler.

Öğrenciler, öğretmen rehberliğinde alifatik hidrokarbonların çevreye etkileriyle ilgili araştırma soruları yazabilirler. Öğrencilerin alifatik hidrokarbonların çevreye olumsuz etkilerini
görmeleri ve araştırmalarına yön vermeleri amacıyla dijital ortamlardan içeriği destekleyecek görsel materyaller kullanılabilir. Bilgi okuryazarlığı becerileri için öğrenciler, akranlarıyla iş birlikli çalışma becerilerini işe koşarak poster hazırlayabilirler. Hazırlanan posterleri sunabilir, okul etkinliklerinde sergileyebilirler. 

Öğrencilerin moleküllerde sigma ve pi bağlarının oluşumunu açıklayabilmeleri için sigma ve pi bağlarının yapısını ve oluşumunu gösteren şemalar, diyagramlar veya animasyonlar hazırlanabilir. Tek, çift ve üçlü bağların niteliklerine ilişkin örüntü belirlemeleri için öğretmen tarafından birkaç örnek verilebilir. Öğretmen rehberliğinde pratik yapılması sağlanabilir. Öğrencilerin görsel materyallerden hareketle oluşturduğu örüntüleri açıklamaları, yönlendirici ve destekleyici sorular aracılığı ile sağlanabilir.

Öğrencilerin molekül geometrisinin belirlenmesine ilişkin çıkarım yapabilmesi için moleküllerin geometrisini gösteren renkli şemalar, modeller veya 3D görseller hazırlanabilir. Günlük hayattan örnekler verilerek kavramların görselleştirilmesi sağlanabilir. Öncelikle basit moleküllerin geometrisi açıklanarak örneklendirmeler yapılabilir. Bu örneklerden hareketle öğretmen rehberliğinde öğrencilerin örüntü oluşturmaları sağlanabilir. Oluşturdukları örüntüleri bilimsel molekül geometrileri ile karşılaştırırken destekleyici sorular
sorularak öğrencilere yardımcı olunabilir.

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık, SDB3.1. Uyum, SDB3.2. Esneklik, SDB3.3. Sorumlu Karar Verme

D3. Çalışkanlık, D4. Dostluk, D5. Duyarlılık, D9. Merhamet, D14. Saygı, D17. Tasarruf, D18. Temizlik

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB3. Finansal Okuryazarlık, OB7. Veri Okuryazarlığı, OB8. Sürdürülebilirlik Okuryazarlığı

Öğrencilerin organik bileşikler, polimerler, kimyasal tepkimelerde enerji, enerji kaynakları, yenilenebilir enerji kaynakları, enerji taşıyan sistemler olarak piller ve hidrojen gazına ilişkin kavramsal bilgileri edindiği kabul edilmektedir.

Öğrencilerin geleneksel pillerin kullanımının sürdürülebilirlik ve insan sağlığı açısından önemi hakkında ön bilgilerini ortaya çıkaracak bir tartışma ortamı oluşturulabilir. Öğrencilerden günümüzde güneş enerjisinin hangi amaçlarla ve hangi alanlarda kullanıldığına dair örnekler vermeleri istenebilir.

Atık pillerin içerdiği zararlı kimyasal maddeler nedeniyle çevreye verdiği zararlar konusunda tartışma ortamı oluşturulabilir. Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren boyaya duyarlı güneş pillerinin birçok farklı uygulama alanında kullanılmasının sürdürülebilir enerji çözümlerine katkısına dikkat çekilebilir.

KİM.12.3.1
Öğrencilerden bitkilerin fotosentez yapma sürecini açıklamaları istenir. Fotosentez sürecinin nasıl gerçekleştiği öğrenciler tarafından açıklandıktan sonra güneş hücresi tanıtılır ve öğrencilerin bu hücrenin fotosentez ile benzerliklerini fark etmeleri sağlanır. Temiz ve sürdürülebilir enerji kaynakları arasında yer alan güneş enerjisinden yararlanmak amacıyla kullanılabilecek güneş pilleri, güneş sobaları ve güneş ocakları gibi örnekler verilir. Duyarlılık ve temizlik değerleri vurgulanır (D5.2,D18.3). Öğrencilerden etkinlik kâğıdında verilen farklı türdeki güneş pillerinin görsellerini, kimyasal içeriklerini ve verimliliklerini inceleyerek güneş pillerinin farklılıklarına yönelik belirledikleri nitelikleri yazmaları istenir (E2.2,OB8). Geleneksel güneş pilleri ile boyaya duyarlı güneş pillerinin niteliklerini belirlemeleri amacıyla öğrencilere güneş pillerinde kullanılan kimyasal maddelerin özellikleri, yaygınlıkları ve maliyetleri ile ilgili sorular sorulur. Ayrıca boyaya duyarlı güneş pillerinin geleneksel güneş pillerine kıyasla performans, güvenlik, düşük ışık koşullarında çalışabilirlik ve maliyet avantajları gibi özelliklerine ilişkin hazır bir veri seti sunulur ve öğrencilere bu verileri inceleme fırsatı verilerek enerji tasarrufuna vurgu yapılır (D17.2,OB3). Bu süreçte öğrencilerin boyaya duyarlı güneş pillerinin sürdürülebilirliği hakkında akıl yürütebilmeleri için sorular sorulabilir. Bu sayede öğrencilerin geleneksel güneş pilleri ile boyaya duyarlı güneş pillerinin özellikleri konusunda fikirlerini arkadaşlarıyla paylaşmaları sağlanabilir (E2.1,SDB2.1,SDB2.2,D4.2,OB1). Öğrencilerin sınıf içi tartışma ortamında edindikleri bilgileri etkinlik kâğıdında sunulan verilerle birleştirerek farklı boyalarla tasarlanan güneş pillerinin verimliliği hakkında çıkarımlar yapmaları sağlanır ve öğrencilerden bu çıkarımları etkinlik kâğıdına yazmaları istenir. Ayrıca yeşil kimyanın ilkeleri ve sürdürülebilir kalkınmanın hedefleri öğrencilere hatırlatılarak sürdürülebilirliğe katkısı olan ürünleri tercih etmenin önemine duyarlılık gösterilmesinin gerekliliği tasarruf ve temizlik değerleri kapsamında vurgulanır (D5.2,D17.2,D18.3). Öğrencilerden boyaya duyarlı güneş pillerinin verimliliklerine ilişkin verileri yeşil kimya ve sürdürülebilir kalkınmanın hedeflerini dikkate alarak değerlendirmeleri ve değerlendirmelerini etkinlik kâğıdına yazmaları istenir (KB2.14). Etkinlik kâğıtları “nitelik belirleyebilme, verimliliğe ilişkin çıkarım ve değerlendirme yapabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen veya öğrenci tarafından değerlendirilebilir (SDB1.2,OB8).

Böğürtlen boyası kullanılarak boyaya duyarlı bir güneş hücresi oluşturulabilir ve öğrencilere bu hücrenin verimliliğini nasıl test edecekleri gösterilebilir. Öğrencilerden çeşitli boyalar, meyve suları ve atık materyallerden elde edilmiş boyalar arasından birini seçmeleri, grup hâlinde bu boyayı fotosensör uygulamasına duyarlı güneş hücresi oluşturmak için kullanmaları ve oluşturdukları bu güneş hücresinin güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürme verimliliğini değerlendirmeleri istenebilir (E3.2,SDB2.2,OB3). Farklı gruplar farklı boyaya duyarlı güneş hücreleri tasarlayacakları için pil verimliliğine ilişkin verilerde çeşitlilik sağlanmış olur. Öğrencilerin grup çalışmalarına katkılarını belirlemek amacıyla akran değerlendirme formu kullanılabilir. Ayrıca öğrenciler, nanoparçacıkların boyaya duyarlı güneş hücrelerinin verimliliğine etkisini belirlemek üzere test ettikleri boyalara metal nanoparçacıkların eklendiği deneyler yapabilir. Bu deneyler sonucunda öğrenciler, nanoparçacıkların hücrenin verimliliği üzerinde belirgin bir etkisi olduğunu gözlemleyebilirler. Öğrencilerin bu deneylerde daha önceki kimya derslerinde yeşil kimya yöntemleri ile ürettikleri metal nanoparçacıkları kullanmaları sağlanabilir. Ayrıca öğrenciler, güneş pili üretiminin nasıl daha sürdürülebilir hâle getirilebileceği konusunda fikirler üretmeleri için teşvik edilir (E3.10). Bu sayede öğrencilerin yeşil kimya ilkelerini hem nanoparçacık üretiminde hem de güneş hücresi üretiminde kullanmaları sağlanmış olur(SDB2.3,SDB3.3,OB8).

KİM.12.3.2
Öğrencilere turunçgillerin iç kabuğundaki pektin molekülü örnek gösterilir. Biyopolimerlerin günlük hayatta kullanımına doku mühendisliği ürünleri, sargı bezleri, ameliyat ipliği, eldiven yapımı, mutfak kapları, karton kutuların iç yüzey kaplamaları, şampuan ve meşrubat şişelerinin yapımı, ilaç taşıyıcı sistemleri örnek verilebilir. Önceki derslerden bildikleri polisakkaritler ve proteinlerin biyopolimer olduğu hatırlatılır. Kâğıdın yapısında bulunan selüloz; tatlı, pasta ve reçellere konan jelatin; sağlık ve kozmetik sektöründe kullanılan kolajen ve unlu gıdalarda bulunan glüten ve soya proteini örnek verilebilir. Sorular ile öğrencilerin biyopolimerlerin biyokütle ve tarımsal kaynaklı doğal polimerler olduğu ve biyobozunur özellikte olduğu çıkarımını yapmaları sağlanır (E3.10,OB8). Öğretmen, nişastadan biyobozunur polimer elde etmek amacıyla deney yapar ve deneyin aşamalarını açıklar. Öğrenciler de kendi biyobozunur polimerlerini yapmak için polimerlere kazandırmak istedikleri özellikleri belirler. Öğrencilerden kendi oluşturacakları polimer için bir ya da birden fazla özellik düşünerek polimer elde etme sürecine ilişkin amaç belirlemeleri ve amacına uygun bilimsel bilgi toplamaları istenir. Öğrencilerin polimeri nasıl elde edeceklerine ilişkin topladıkları bilgilerden yola çıkarak yöntem belirlemeleri sağlanır (OB7). Bu yönteme seçenekler belirleyen öğrenciler, polimerlerini elde ederken kullanacakları bileşenler için de seçenekler belirler (SDB3.2). Bu seçeneklerden deneyecekleri bileşenlerin neden amacına uygun olduğuna dair mantıksal denetleme yaparlar. İstedikleri özellikteki biyobozunur polimeri elde etmek için kullanacakları bileşenleri seçerler ve biyopolimeri elde ederler. Öğrencilerin bilimsel gözlem ve denemeler yaparak hedeflediği özellikteki biyopolimeri elde edip etmediğine yönelik yansıtma yapmaları sağlanır (SDB1.2). Öğrencilerden elde ettikleri biyopolimerin sertliğini, kırılganlığını ve iletkenliğini belirlemeleri istenir. Öğrenciler, polimerin biyobozunur olup olmadığına polimerin su ile etkileşimini gözlemleyerek karar verebilir (KB2.2). Biyopolimerin suda şişme ve dağılma sürelerini belirler. Öğrencilerden elde ettikleri polimere kazandırdıkları özelliklerden yola çıkarak biyopolimer için kullanım alanları belirlemeleri istenir. Öğrenciler; belirledikleri özelliklere metal nanoparçacıklar, biyokütleler, bitki özütleri ve atıklardan doğal boyalar vb. çeşitli malzemeler ekleyebilirler. Elde ettikleri biyopolimerlerin biyouyumluluklarını belirlemek üzere agar ile deneyler gerçekleştirebilirler. Öğretmen, sentetik biyopolimere ve sentetik polimerlerin biyomalzeme olarak kullanımına örnekler verir. Bu örnekler arasında yiyecekleri saklamak amaçlı yenilebilir filmler, canlı dokuların işlevini desteklemek amacıyla sentetik damar, stent, diş telleri, protez, implant, dikiş malzemeleri vb. sayılabilir (OB8).

Öğrenciler, performans görevi çerçevesinde biyobozunur polimer eldesinde kullanılabilecek bileşenlere karar verebileceği bir deneyi tasarlayabilir, uygulayabilir ve raporlayabilir.

KİM.12.3.3
Öğrencilere yapay zekâ uygulamaları ve makine öğrenmesi gibi bilgisayarların veri analizi yapabilme, öğrenme yeteneği kazanabilme ve kararlar alabilme kapasitesini içeren bilgi işlem teknolojileri hakkında temel bilgiler sunulur. Öğrenciler, bu konuların günlük hayatta nasıl kullanıldığına dair örnekler vermeleri için teşvik edilir. Bu örnekler arasında akıllı telefonlardaki sesli asistanlar, sosyal medya platformlarının öneri sistemleri, otonom araçlar ve sağlık sektöründeki teşhis yardımcıları gibi uygulamalar bulunabilir. Öğrencilerden etkinlik kâğıdında sunulan yapay zekâ uygulamalarının özelliklerini ve kullanım alanlarını ayrıntılı bir şekilde incelemeleri istenir. Bu uygulamalar arasında veri analizi yapabilme, veri madenciliği, gerçek zamanlı analiz yapabilme, akıllı bina yönetim sistemleri oluşturabilme, otomasyon işlemleri gerçekleştirebilme ve gelecekteki olaylarla ilgili tahminde bulunabilme yer alır. Ayrıca etkinlik kâğıdında kısa, tanıtıcı açıklamaları ile birlikte sürdürülebilir kalkınmanın hedefleri ve yeşil kimyanın hedefleri sunularak çevreye ve canlılara karşı duyarlı olmaya, sürdürülebilirliğe vurgu yapılır (D5.2,D18.3). Öğrencilerden sürdürülebilirlik hedeflerini göz önünde bulundurarak yapay zekâ uygulamalarının hangi amaçlarla ve nasıl kullanılabileceğine dair düşünmeleri ve fikir yürütmeleri istenir. Ayrıca öğrencilere mevcut yapay zekâ uygulamalarının bir listesi verilir ve bu listeyi kullanarak yapay zekâ uygulamalarının yeşil kimya ve sürdürülebilirlik üzerindeki olası katkılarını ve olası risklerini sorgulamaları istenir (KB2.8). Öğrencilerden bu bağlamda yapay zekâ uygulamalarının enerji verimliliğini artırma, çevresel izleme ve koruma, sürdürülebilir gıda üretimi, atık azaltma, otonom araçlar ve akıllı ulaşım sistemleri gibi alanlarda nasıl katkı sağlayabileceği konusunda akıl yürütmeleri ve ulaştığı çıkarımlar üzerine yansıtma notu yazmaları istenebilir (OB8). Aynı zamanda öğrencilerden yeşil kimya uygulamalarında yapay zekânın çevre dostu süreçler geliştirme, enerji ve ham madde tüketimini azaltma, malzeme özelliklerini tahmin etme gibi alanlardaki olumlu etkilerine ilişkin çıkarımlarda bulunmaları ve yansıtmanotu yazmaları istenebilir (SDB2.3,SDB3.3).

Öğrencilerin yapay zekâ uygulamalarının yeşil kimya alanında da olumlu katkıları olduğunu ifade etmeleri sağlanır. Bu katkılar arasında çevreye daha az zararlı, daha sürdürülebilir ve verimli kimyasal süreçlerin ve ürünlerin geliştirilmesi, kimyasal reaksiyonları ve süreçleri optimize ederek, enerji ve ham madde tüketimini azaltarak ülke ekonomisine katkı sağlaması, en verimli tepkime yollarını ve koşullarını belirleyebilmesi (OB3), daha az zararlı seçenekler bulabilmesi (OB8), enerji verimliliği için katalizörleri tanımlayabilmesi, atık akışlarını analiz edebilmesi, kimyasal maddelerin toksikolojik özelliklerini ve çevresel etkilerini tahmin edebilmesi ve endüstriyel kimya süreçlerini gerçek zamanlı izleyebilmesi sayılabilir (SDB3.3,D5.2,D9.3,D17.2,D18.3). Aynı zamanda öğrencilerden yapay zekâ uygulamalarının etik ve çevresel sorunlara yol açma risklerini düşünmeleri istenir (OB8). Sürdürülebilir kalkınmanın nitelikli eğitim hedefi göz önünde bulundurularak öğrencilerin yapay zekâ kullanımının olumlu yanlarıyla birlikte daha az deney yapma, yeteneklerin yeterince kullanılamaması ve etik problemler gibi olumsuz yönlerini de fark etmeleri sağlanır. Öğrencilerin yapay zekânın olumsuz etkileri ile ilgili neler hissettikleri ve yapay zekânın kullanılmasının oluşturduğu yeni durumlarda nasıl daha etkili davranabilecekleri üzerine tartışma yapılabilir (SDB1.1,SDB2.1,SDB2.3,SDB3.1,SDB3.2,D14.1).

Öğrencilerden boyaya duyarlı güneş pillerinin diğer güneş pillerine göre daha çok tercihedilmesinin nedenleriyle ilgili bir araştırma yapmaları ve araştırma sonucunda elde ettikleri bilgileri sınıfta sunmaları istenebilir.

*Öğrencilerden biyomalzemelerin çeşitli endüstriyel uygulamaları ve gelecekteki potansiyel kullanım alanlarına yönelik araştırma yapmaları istenebilir. Öğrenciler biyomalzemelerin doğal kaynaklardan elde edilişi, özellikleri ve insan sağlığı üzerindeki etkileri hakkında bilgi okuryazarlığı becerilerini işe koşarak bilgi toplayabilir. Örneğin biyolojik malzemelerin protezlerde, doku mühendisliğinde ve ilaç taşıyıcı sistemlerinde kullanımına yönelik projeler gerçekleştirilebilir. Elde ettiği verilerden nanoteknoloji, biyobaskılama veya biyosensör gibi konular hakkında yenilikçi ürünler geliştirebilir. Tasarladığı ürünleri bilim fuarlarında sunabilir ve ürünlerin patentini alabilir.

Öğrencilerden ekolojik dengenin korunması ve sürdürülebilirlik bilinciyle biyobozunur malzemeleri kullanarak çeşitli alanlarda yeni tasarımlar yapmaları ve malzeme seçimi konularında seçenekler geliştirmeleri istenebilir. Sürdürülebilir malzemelerin kullanımıyla çevresel etkileri en aza indirebilecekleri çeşitli tasarım stratejileri geliştirmeleri istenebilir.

*Öğrenciler, biyobozunur polimerlerin malzeme bilimi ve kimya bilimiyle ilgili konularında pratik deneyler tasarlar ve yapar. Biyobozunur malzemelerin nasıl çalıştığına, doğada ne kadar sürede parçalandığına ve farklı ortam ve koşullara nasıl tepki verdiğine ilişkin veriler elde ederek çeşitli problemlerin çözümüne katkı sağlayabilir ve önerilerde bulunabilirler. 

Öğrencilerden yapay zekânın kullanımının potansiyel katkıları ve olası zararları ile ilgili araştırma görevi hazırlamaları istenebilir. Araştırma sonuçlarını sınıf arkadaşlarıyla paylaşmaları istenebilir ve bu bağlamda sonuçların tartışılacağı öğrenme ortamı oluşturulabilir.

Öğrencilerden yapay zekâ uygulamalarını kullanarak sürdürülebilirlikle ilgili yeni projeler geliştirmeleri ve geliştirdikleri projeleri uygulamaları istenebilir. Bu projeler, öğrencilerin sürdürülebilir teknolojilerin nasıl geliştirilebileceği ve kullanılabileceği ile ilgili farkındalıklarını artırabilir.

Öğrencilere biyomalzemelerin günümüzdeki ve gelecekteki kullanım alanlarına ilişkin araştırma sorusu öğretmen tarafından verilebilir. Biyomalzemelerin kullanım alanlarını kavramaları amacıyla öğrencilere dijital ortamlarda belgeseller izletilebilir. Ayrıca biyomalzemelerin kullanımıyla ilgili potansiyel sorunlara dikkat çekmek amacıyla öğrencilerden bir proje yapmaları istenebilir. Dijital okuryazarlık becerilerinin geliştirilmesi için biyomalzemelerin olası kullanım alanlarına ilişkin bilgileri dijital kaynaklardan elde etmeleri desteklenebilir. Öğrenciler, elde ettikleri bilgileri broşür tasarlayarak arkadaşlarına sunabilir.

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB1.3. Kendine Uyarlama (Öz Yansıtma), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık, SDB3.1. Uyum, SDB3.3. Sorumlu Karar Verme

D3. Çalışkanlık, D5. Duyarlılık, D10. Mütevazılık, D12. Sabır, D13. Sağlıklı Yaşam, D14. Saygı, D15. Sevgi, D16. Sorumluluk, D18. Temizlik, D19. Vatanseverlik

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB2. Dijital Okuryazarlık, OB4. Görsel Okuryazarlık, OB5. Kültür Okuryazarlığı, OB6. Vatandaşlık Okuryazarlığı, OB7. Veri Okuryazarlığı

Öğrenciler, madde ile ilgili konuların günlük hayattaki olaylar ile ilişkisini ve laboratuvarda kullanılan temel güvenlik uyarı işaretlerini bilmektedirler.

Öğrencilerin modern atom teorisi dışındaki atom teorilerini, atom numarası, kütle numarası, proton, elektron, nötron ve çekirdek kavramları ile kinetik enerji ve potansiyel enerji kavramlarını bildikleri kabul edilmektedir. Atomların katman elektron dağılımı ile periyodik tabloda yer bulma, metal, ametal, yarı metal ve soy gazların periyodik tablodaki konumları ve özellikleri, iyon kavramı, elektrik yükleri arasındaki itme ve çekme kuvvetleri ile ilgili bilgilere sahip oldukları kabul edilmektedir.

Öğrencilerden günlük hayatta karşılaştıkları ve kimya bilgisinin faydalı olduğu durumları örneklendirmeleri istenir. Evlerinde kullandıkları kimyasal maddelerin özellikleri ve bunların kullanımı sırasında dikkat edilmesi gerekenler ile ilgili grup tartışması yaptırılabilir. Öğrencilerden bir atom modeli çizmeleri ve atom altı parçacıklarını göstermeleri istenebilir. Öğrencilerden atom numarası 20’ye kadar olan elementlerin katman elektron dağılımını kullanarak periyodik tabloda yer bulmaları; metal, ametal, yarı metal ve soy gazların konumlarını periyodik tabloda göstermeleri istenebilir. Element sembolü ile birlikte verilen sayısal verileri kullanarak kütle numarasını; proton, nötron, elektron sayısını ve iyon yükünü belirlemeleri sağlanabilir.

Kimya biliminin günlük hayata katkıları hakkında öğrencilerin düşüncelerini paylaşmalarını teşvik etmek amacıyla toplumdaki bireylerin kimya bilgisine sahip olmasının sağlık ve çevre üzerindeki etkileri üzerine bir tartışma ortamı oluşturulabilir. 

KİM.9.1.1

Kimya alanında önemli projelerden biri olan İstanbul Kimya Teknoloji Merkezi (KTM) ve bunun gibi çalışmalar örnek verilerek kimya biliminin günlük hayata ve Türkiye ekonomisine katkısı vatanseverlik değeri kapsamında vurgulanabilir (D19.3,D19.4,OB6). Kimya biliminin günlük hayata katkısına ilişkin çıkarım yapabilmeleri için öğrencilere çeşitli ürünler (temizlik malzemeleri, mutfak gereç ve malzemeleri, öz bakım ürünleri, hazır gıdalar vb.) örnek olarak verilir. Öğrencilerden bu ürünlerin niteliklerini gözlemlemeleri istenir. Öğrencilerin bu ürünlerin özelliklerini, ürünlerin yapıldığı materyallerin kimyasal özellikleri ile kullanım biçimleri arasındaki ilişkiyi incelemeleri sağlanır. Öğrencilere bu süreçte gözlemledikleri ürünlere ilişkin niteliklerin farkını belirtmeleri amacıyla sınıf içi tartışma yaptırılabilir. Öğrencilerden ürünlerin kimya bilimi ile ilişkisini ve insan sağlığına etkisini belirlemek üzere veri toplamaları istenir (OB7). Öğrencilerin doğru ve güvenilir bilgiyi ayırt etmeleri, güvenilir bilgiye ulaşma yollarını bilmeleri sağlanır (D3.3). Kimya biliminin günlük hayata katkılarına ilişkin toplanan verilerin sağlık ve ekoloji açısından yorumlanması ve değerlendirilmesi için öğrenciler yönlendirilir (OB1). Böylece öğrencilerin edindikleri bilgileri eleştirel bakış açısıyla değerlendirmeleri, kimyasal maddelerin zararlı etkilerine karşı önlem almalarının sağlık açısından önemini fark etmeleri sağlanabilir (D13.4). Ayrıca veri toplama sürecinde öğrencilerin kendilerini değerlendirmeleri ve süreci geliştirmek için neler yapabileceklerini belirlemeleri istenebilir (SDB1.2). Kimya biliminin tanımı yapılır. Kimya biliminin alt disiplinleri, ele alınan örneklerle ilişkilendirilerek kısaca tanıtılır (OB1). Kimya biliminin gelişen teknolojilerle bağlantısı kurularak öğrencilerde kariyer bilinci oluşturulur. Kariyer bilinci oluşturulmasında Aziz Sancar ve Oktay Sinanoğlu’nun çalışmaları örnek verilir. Türk İslam âlimlerinin kimya bilimine yaptığı katkılara ilişkin okuma parçası verilerek öğrencilerin kimya bilimine katkıda bulunan âlimlerin değerini bilmesi, onları takdir etmesi ve onlara karşı vefalı olması sağlanabilir (D15.2,OB5). Öğrencilere sunulan çalışma yaprağı ile çeşitli kimyasal maddelerin özelliklerinin ve günlük hayattaki kullanım alanlarının belirlenmesi istenebilir.  Performans görevi olarak öğrencilerden kimyasal maddelerin özelliklerini ve günlük hayattaki kullanım alanlarını belirlemeleri veya kimyasal maddelerin toplum ve çevre sağlığına etkilerine yönelik haber yazısı yazmaları veya kamu spotu hazırlamaları istenebilir (D16.2,E1.4).

Öğrencilerin kimya dersine yönelik duygu ve düşüncelerini ifade etmeleri, bu dersin oluşturduğu yeni durumları fark etmeleri sağlanabilir; bu süreci kolaylaştırmak için neler yapılabileceği üzerinde durulabilir (SDB3.1).

KİM.9.1.2
Kimyasal maddelerin kullanımı ve güvenlikle ilgili olarak Türk savaş gemilerini kimyasal, biyolojik, radyoaktif ve nükleer tehditlere karşı 7/24 koruma altına almak için geliştirilen Kimyasal, Biyolojik, Radyoaktif ve Nükleer (KBRN) Tespit ve Teşhis Sistemi Projesi ve bunun gibi çalışmalar örnek verilerek kimyasal maddelerin kullanımının önemine dikkat çekilebilir.Böylece vatanseverlik değerine vurgu yapılabilir (OB6,D19.1,D19.4). Laboratuvarda kimyasal maddeler ile çalışırken karşılaşılabilecek tehlikeleri önlemek için kimyasal maddelerin kullanımında nelere dikkat edilmesi gerektiği ile ilgili derse hazırlık aşamasında öğrencilere sorular sorulabilir. Kimyasal maddelerin zararlı etkileri ile ilgili sağlıklı yaşam çerçevesinde tartışma yürütülebilir (D13.4). Günlük hayatta kimyasal maddelerin hatalı kullanımı sonucu oluşan, farklı ortamlardaki kazalara ilişkin gerçek ya da kurgu örnek olaylar verilebilir. Öğrencilerden kimyasal maddelerin hatalı kullanımıyla ilgili olası problemleri belirlemeleri istenir. Bu sayede öğrencilerin fikirlerini birbirlerine saygılı davranarak ifade etmeleri, olayları ve durumları çok yönlü bir bakış açısıyla değerlendirmeleri sağlanır (SDB2.3,D14.1). Belirledikleri problemlerin oluşma nedenleri tartışmaya açılır, öğrencilerden bu problemleri karşılaştırmaları ve genelleyerek özetlemeleri istenir (E2.2,OB7). Öğrencilerden probleme neden olan kimyasal maddeleri ve bu kimyasal maddelerin problemlere neden olabilecek tepkimelerini belirlemeleri istenebilir. Bu veriler temelinde söz konusu problemlerin veya kazaların önlenebilmesi için ne yapılması gerektiğine ilişkin öğrencilerden öneride bulunmaları beklenir (OB7). Bunun yanı sıra öğrencilerden günlük hayatlarında kimyasal maddelerin hatalı kullanımına ilişkin kendi davranışlarını, bunların olası sonuçlarını ve alabilecekleri önlemleri belirlemeleri istenebilir (SDB1.3,SDB3.3). Öğrencilerin kazaların önlenmesi konusunda çözüm odaklı düşünmeleri, ayrıca kimyasal maddelerin yanlış kullanımından kaynaklanan problemler hakkında Kimyasal Maddelerin Kullanımı ve Güvenlik konusu temelinde akıl yürütmeleri sağlanır. Bu sayede öğrencilerde çevre sorunlarına yol açabilecek davranışlarla ilgili farkındalık oluşturularak kimyasal maddelerin zararlı etkilerine karşı önlem alınması konusunda duyarlı davranmaları istenir (D5.2,OB6). Öğrencilerden laboratuvarda çalışma kuralları ve piktogramlar temelinde kimyasal maddelerin doğru şekilde kulla nılmamasından kaynaklanan problemlerin çözümüne ilişkin değerlendirmede bulunmaları istenir (E3.10,SDB2.2,SDB3.3,OB7). Böylece öğrenciler, problemlere yaklaşırken olumlu bakış açısı sergileyerek çözüm odaklı düşünmeye yönlendirilir (D12.1). Bu bağlamda Türkiye Cumhuriyeti Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığının kimyasal maddelerin yönetimi ve güvenliği konusunda yaptığı düzenlemelere dikkat çekilerek öğrencilerde çevre temizliğine ve sürdürülebilirliğe karşı duyarlılık geliştirilmesi sağlanır (D5.2,D18.3). Boşluk doldurma soruları ile öğrencilerden sunulan piktogramların adlarını yazma ları istenebilir. Kavram karikatürleri verilebilir. Öğrencilerden kavram karikatürle rini inceleyerek karikatürlerde ortaya konan durumların hangilerinde laboratuvar güvenlik ku rallarına uyulmadığını belirlemeleri istenebilir. 

KİM.9.1.3
Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu (TENMAK) tarafından yürütülen, hızlandırıcı teknolojilerinin kullanıldığı atom veya atom altı düzeyde yapılan projeler örnek verilerek öğrencilerden ülkesinin kalkınmasını ve gelişmesini sağlayan millî projeleri tanıması beklenir (OB6,D19.1,D19.4). Öğrendikleri atom teorilerini kronolojik sıraya dikkat ederek sıralamaları ve atom teorilerinin varsayımlarını soru cevap tekniğiyle listelemeleri öğrencilerden istenir. Atom teorilerinin gelişim sürecinde atomun yapısına ilişkin niteliklerin farkını ortaya çıkarmaya ilişkin sorular sorulur. Böylece yeni bir atom modelinin gerekliliğine dikkat çekilir ve modern atom teorisine geçiş yapılır (E1.1,OB7). Modern atom teorisi işlenirken Heisenberg belirsizlik ilkesi ve orbital kavramı vurgulanır. Elektron, proton ve nötronun keşif süreçleri animasyon, video vb. araçlarla öğrencilere sunulabilir (OB2). Proton, nötron ve elektronun keşif tarihi, yükü, kütlesi hazır veri seti olarak verilerek atom altı parçacıkların keşfi ile atom teorilerinin ilişkilendirilmesi sağlanır. Tarihsel süreçte atomun yapısındaki en küçük tanecikler hakkında ortaya konan görüşler, bilginin değişebilirliği ile ilişkilendirilerek değerlendirilir (OB4). Böylece öğrencilerin çeşitli fikir, argüman ve yeni bilgilere açık olması sağlanır (D3.3). Atomun temel tanecikleri açıklanır. Bohr atom teorisi ve bu teorinin eksiklikleri hakkında bilgi verilerek modern atom teorisi ile Bohr atom teorisi ilişkilendirilir. Öğrencilerden farklı atom teorilerini bir zaman şeridi üzerinde göstermeleri ve atom altı parçacıkların keşfine ilişkin değişen bilgileri listelemeleri istenebilir (E3.7).

KİM.9.1.4
Öğrencilere orbital türleri bilgisi verilir. Öğrenciler, etkinlik kâğıdında karışık olarak verilen atom orbitallerinin bağıl enerjileriyle ilgili önermeler oluşturmaları için yönlendirilir. Önerme oluştururken öğrencilerden konuyla ilgili hangi ön bilgilerini kullanacaklarını belirlemeleri de istenebilir (SDB1.1). Veriye dayalı olan ve olmayan önermeler, öğrenciler tarafından karşılaştırılır. Bu sayede olay ve durumların çok yönlü bakış açısıyla değerlendirilmesi, olay ve durumlar karşısında değişik bakış açılarının olabileceğinin fark edilmesi sağlanır (SDB2.1,D10.3,D14.1). Öğrencilerin orbital türleri ve bağıl enerji düzeylerini gösteren diyagramı kullanarak geçersiz çıkarımları ayıklamaları ve geçerli tahminleri üzerinden atom orbitallerinin bağıl enerjilerine ilişkin yargıya varmaları sağlanır (KB2.10,OB7). Etkinlik kâğıtları “öğrencilerin önerme oluşturabilmesi, önermelerin veriye dayalı olup olmadığını ayrıştırabilmesi, geçersiz çıkarımları ayıklayabilmesi ve bir yargıya varabilmesi” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Etkinlik kâğıtlarında öğrencilerin etkinlikteki öğrenme sürecini ve kendilerinde geliştirebilecekleri yönleri belirlemeleri istenebilir (SDB1.2). Öğrencilerden çalışma yaprağında karmaşık bir liste hâlinde verilen orbital türlerini bağıl enerjilerine göre sıralamaları istenebilir. 

KİM.9.1.5 
Elektronların atom orbitallerine yerleşimi ile atomun kararlılığı arasındaki ilişkiye dair tartışma ortamı oluşturulur (SDB2.1). Öğrencilerin elektronların atom orbitallerine dizilim ilkelerine ulaşmasını sağlamak için farklı atomlara ait elektron dizilimleri, orbital şemalarıyla birlikte örnek olarak verilir. Elektron dizilim ilkelerine ilişkin sorular sorularak elementlerin elektron dizilimlerindeki örüntüyü öğrencilerin belirlemeleri sağlanır. Örüntülerden genellemeler yaptırılarak Aufbau ilkesi, Pauli dışlama ilkesi ve Hund kuralına ulaşılması sağlanır (OB7). Küresel simetri özelliği gösteren atomların elektron dizilimi ile atomların kararlılığı arasında ilişki kurulur (KB2.9). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen farklı atomların elektron dizilimlerini Aufbau ilkesi, Pauli dışlama ilkesi ve Hund kuralına göre yazmaları istenebilir. Atom orbitallerinin ve elektron diziliminin renklerin algılanmasından elektronik cihazların işleyişine, ilaç geliştirmeden yenilenebilir enerji teknolojilerine kadar günlük hayatın birçok yönü ile nasıl bütünleştiğini gösteren örnekler verilebilir. 

KİM.9.1.6
Periyodik tablodaki grupların harf ve sayı (1A, 2B gibi) kullanılarak ya da IUPAC sistemine göre numaralar (1. grup, 18. grup gibi) verilerek adlandırılabileceği bilgisi verilir. Katman elektron dağılımının ilk 36 element için uygulanabilirliğine dair sorular sorulabilir. Öğrencilerin elementlerin periyodik tabloda yerlerinin belirlenmesine ilişkin kurallarla ilgili akıl yürütebilmelerini sağlayacak örnekler etkinlik kâğıdında yer alır. Elementlerin elektron dizilimi ve periyodik tablodaki yer bilgisi örneklerde verilir. Öğrencilerden örnekleri inceleyerek atomların elektron dizilimi ile periyodik tablodaki yerleri arasındaki ilişkiyi açıklamaları istenir. Bu açıklamalar doğrultusunda verilen örnekleri kullanarak öğrencilerin periyodik tabloda yer bulma kurallarına ilişkin örüntü bulmaları sağlanır (E3.4,OB1). Öğrencilerden buldukları örüntüyü A ve B grubu elementlerini içeren yeni örnekler üzerinde denemeleri istenir. Öğrenciler, elementlerin periyodik tablodaki yerlerini belirleyen kurallara ilişkin genelleme yapmaları için yönlendirilir. Elementlerin periyodik tablodaki yerlerini belirleyen bilimsel kurallar verilir. Öğrencilerden yaptıkları genellemeleri bilimsel kurallar ile karşılaştırmaları istenir (OB1). Valans elektron kavramı açıklanır. Elementlerin elektron dizilimleri, periyodik tabloda yer aldığı blok ile ilişkilendirilir. Periyodik tablo üzerinde d ve f blokları (lantanit ve aktinit) ile 1A, 2A, 3A, 7A ve 8A gruplarının özel adları ve bu grupların genel özellikleri verilir. Yapılandırılmış grid aracılığı ile öğrencilerden atomların periyodik tablo bilgilerini belirlemeleri istenebilir. Ayrıca etkinlik kâğıtları “örüntü oluşturabilme, örüntüleri yeni örnekler üzerinde deneyebilme, örüntüleri genelleyebilme ve genellemeleri verilen kurallarla karşılaştırabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen veya öğrenci tarafından değerlendirilebilir (SDB1.2).

KİM.9.1.7 
Öğrencilere katyon ve anyon oluşumunda son katmandaki elektronların etkililiği ile ilgili sorular sorulabilir. Elementlere (ilk 20 element) ait atomların elektron dizilimi kullanılarak valans elektronlarına göre oluşturulan katyon ve anyonların elektron dizilimleri hazır veri seti ile sunulur (OB7). Hazır veri seti kullanılarak katyon ve anyon oluşumuna ilişkin sorularla  öğrencilerin örüntü bulması sağlanır. Öğrenciler, belirlenen örüntülerden yola çıkarak katyon ve anyon oluşumuna ilişkin genelleme yapmaları için yönlendirilir (OB1). İzoelektronik taneciklere ilişkin örnekler verilerek öğrencilerin izoelektronik kavramını tanımlamaları sağlanır (KB2.7,SDB2.1,OB1). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen atomların elektron dizilimlerini yazarak iyon oluşum sürecinde elektronların hangi orbitallerden verileceği veya hangi orbitallere alınacağını belirlemeleri istenebilir.

KİM.9.1.8
Atom yarıçapı kavramı tanımlanır. Öğrencilerden A grubu elementlerinin atom yarıçaplarına ilişkin verileri kullanarak periyodik tablonun aynı periyot veya grubunda atom yarıçapındaki (2 veya 3. periyot) değişim eğilimini ve bu eğilime neden olan etmenleri belirlemeleri istenir. Atom yarıçaplarının aynı gruptaki değişiminin enerji seviyeleri ile, aynı periyottaki atom yarıçaplarının değişiminin ise protonelektron sayısındaki değişim ile ilişkilendirilmesi sağlanır (OB7). Öğrencilerden çalışma yaprağında atom numaraları verilen farklı atomların yarıçaplarını periyodik tablodaki konumları ile ilişkilendirerek sıralaması istenir. Geometrik cisimlerdeki yarıçap sabit bir uzaklık olarak düşünülürken atom yarıçapının çeşitli faktörlere bağlı olarak değişkenlik gösterdiği ve net bir ölçümünün yapılamadığı düşüncesi oluşturulur. Öğrencilerin izoelektronik taneciklerin atom veya iyon yarıçaplarındaki farklılıkların çekirdek yükü ve elektronelektron itme etkileşimlerinden kaynaklandığını fark etmeleri sağlanır (OB7). 

İyonlaşma enerjisi kavramı tanımlanır. Öğrencilerden A grubu elementlerinin 1. iyonlaşma enerjisi, atom numarası ve atom yarıçapına ilişkin verileri kullanarak periyodik tablonun aynı periyot (2 veya 3. periyot) veya grubunda 1. iyonlaşma enerjilerinin değişimini ve bu değişime neden olan etmenleri belirlemeleri istenir. Öğrenciler, bir periyot veya grup boyunca atom yarıçapı ve iyonlaşma enerjisi arasındaki ilişkinin geçerliliğini sorgulamak üzere yönlendirilir. Aynı periyotta bazı atomların iyonlaşma enerjisinin değişimindeki düzensizliğin nedeninin küresel simetri kavramı ile ilişkilendirilmesi sağlanır (OB7). A grubu elementlerine ait ardışık iyonlaşma enerjileri bilgisi verilerek kararlı iyon oluşumu ve valans elektron sayısı ilişkisinin belirlenmesi sağlanır. Öğrencilerden çalışma yaprağında atom numaraları verilen farklı atomların iyonlaşma enerjilerini periyodik tablodaki konumu ile ilişkilendirerek sıralamaları istenebilir.

Elektronegatiflik tanımı verilerek bu tanımın göreceli bir kavram olduğu belirtilir. Elektro negatifliğin moleküllerin bazı özelliklerinin (polarlık, apolarlık) anlaşılmasında önemli bir kavram olduğu vurgulanır. Periyodik tabloda elementlerin (ilk 20 element) Pauling ölçeğinde elektronegatiflik değerleri verilir. Öğrenciler, verilen elektronegatiflik değerleri üzerinden periyodik tabloda periyot ve gruplardaki değişim eğilimini, bu eğilime neden olan etmenleri belirlemeleri için yönlendirilir. Bu öğretim sürecinde öğrencilerin periyodik tabloda gözlenen elektronegatiflik değişimlerini atom yarıçapı ile ilişkilendirmeleri sağlanır (OB7). Öğrencilerden çalışma yaprağında atom numaraları verilen farklı atomların elektronegatiflik değerlerini periyodik tablodaki konumu ile ilişkilendirerek sıralamaları istenebilir. Ayrıca çalışma yaprağındaki farklı atom numaralarına sahip elementlerin elektronegatiflik değerlerini bu elementlerin periyodik tablodaki konumlarına göre analiz ederek sıralamaları istenebilir. rin güvenli kullanımına dikkat çekmek ve çevre dostu temizlik ürünlerinin üretimini desteklemek amacıyla bir bilinçlendirme kampanyası planlayabilir. Bu bağlamda broşürler, posterler, kamu spotu veya sosyal medya içerikleri hazırlayarak halkı kimyasal ürünlerin güvenli kullanımı konusunda bilgilendirebilirler. Ayrıca evde çevre dostu temizlik ürünlerinin nasıl üretileceğini gösteren rehberler oluşturabilirler. Öğrencilerden günlük hayatta kullandıkları gıda ürünlerinde bulunan gıda boyalarını, antioksidanları veya koruyucuları tespit etmeleri amacıyla kimyasal analizler gerçekleştirmeleri istenebilir. Öğrenciler; bu analizlerin her birini adım adım açıkladıkları, kullandıkları yöntemleri ve cihazları ayrıntılı olarak belirttikleri, analiz sonuçlarını detaylıca yorumladıkları bir rapor hazırlamaları için yönlendirilebilir. Öğrenciler, bulgularını arkadaşları ve yakın çevreleri ile paylaşmaları için teşvik edilebilir. Öğrencilerin gıda güvenliği ile ilgili önerilerde bulunmaları sağlanabilir. Öğrencilere kimyasal ürünlerin yanlış kullanımına ilişkin çevresel etki analizi yaptırılabilir. Öğrencilerden analizlerinden elde ettikleri verilerden hareketle kimyasal ürünlerin hatalı kullanımı sonucu oluşacak çevresel etkileri en aza indirgemek için çözüm önerileri sunmaları istenebilir. Öğrenme çıktısında işletilen bilimsel çıkarım becerisine ek olarak yeni örnekler üst düzey becerilerden olan karar verme becerisi temelinde de ele alınabilir. Bu beceri temelinde öğrencilerin kimya bilmenin sağlık, çevre, ekonomi ve kimyasal kirlilik açısından katkılarının neler olduğuna; hangi mesleğe daha fazla katkı sağladığına karar vermeleri ve bu katkılardan birine yönelik kısa, bilgilendirici bir konuşma hazırlayarak arkadaşlarına sunmaları sağlanabilir.

Öğrencilerden deşarj sularının temizlenmesine yönelik tasarımlar ortaya koymaları istenebilir. Bu amaçla öğrencilere STEM basamaklarını uygulayabilecekleri bir etkinlik yaptırılabilir. Öğrencilerden çevrelerinde evsel, tarımsal ya da endüstriyel atıkların etkisiyle kirlenen suları belirlemeleri istenebilir. Öğrenciler, deşarj sularının temizlenmesine ilişkin problemi tanımlayabilir. Öğrenciler grup çalışması ile problemin çözüm yollarını araştırabilir. Problemin çözümüne dair ürün ya da tasarım geliştirebilir. Öğrencilerden tasarımları için kullanacakları materyalleri belirlemeleri istenebilir. Ortaya çıkan ürün prototiplerini test etmeleri ve başarılı olan prototiplerini sunmaları için öğrencilerden bilgi görseli hazırlamaları istenebilir. 

Öğrencilerin bir kimya işletmesinin iş güvenliği önlemlerini incelemeleri için bir saha ziyareti düzenlenebilir. Öğrenciler bu ziyaret sırasında kimyasal depolama, kimyasal atıkların imhası ve çalışanların kişisel koruyucu ekipman kullanımı gibi konuları araştırarak güvenlik raporu hazırlayabilirler.

Kimya biliminin farklı mesleki hayatları kolaylaştırması temelinde öğrencilerden gruplar hâlinde çalışmaları ve bir mesleği seçerek kimya biliminin ilgili mesleğe olan katkılarına ilişkin bir tanıtım broşürü hazırlamaları istenebilir. Kimya biliminin günlük hayata katkıları kapsamında öğrencilerin çeşitli mesleklerdeki alan uzmanları, kimyagerler, kimya mühendisleri vb. ile görüşmeler yapmaları sağlanabilir. Bu görüşmelerden sentezledikleri bilgiler ışığında öğrenciler, kimya biliminin günlük hayatı kolaylaştırmasına ilişkin yenilikçi çözüm önerileri sunma konusunda teşvik edilebilir. Aynı amaçla öğrencilere kimya biliminin mesleklere olan katkılarına yönelik bir kamu spotu hazırlatılabilir.

*Öğrenciler, atom modellerini kronolojik bir sıra ile gösteren ve açıklayan eğitici bir mobil uygulama veya web tabanlı bir simülasyon geliştirme projesini detaylı bir şekilde planlayabilir. Bu projenin aşamalarını belirlerken projeye hangi atom modellerinin dâhil edileceği ve bu modellerin nasıl görselleştirileceği kararını verirler. Ayrıca kullanıcıların etkileşimli olarak bu modelleri keşfetmelerini sağlayacak özellikleri tanımlayabilirler. Öğrenciler; periyodik tablodan seçtikleri bir elementin tarihçesini, fiziksel ve kimyasal özelliklerini, kullanım alanlarını ve önemli kimyasal bileşikleri ayrıntılı bir şekilde araştırarak bilgi toplayabilir. Bu projenin sonunda hazırladıkları etkileyici poster veya etkileşimli sunumda elementin atom yapısından elektron dizilimine, kimyasal tepkimelerinden endüstriyel kullanımına kadar tüm yönlerini derinlemesine sunabilirler.
*Öğrencilerden kuantum atom modelini, Schrödinger denklemini ve orbital şekillerinin ilişkisini araştırmaları; web tasarım araçlarını kullanarak orbitallerin şekli ve uzaysal yönelimleri ile ilgili bilgi görseli/animasyon/sunu hazırlamaları istenebilir.

Öğrenciler; evde kullanılan temizlik malzemelerinin, ilaçların ve diğer kimyasal maddelerin güvenli kullanımına dikkat çekmek ve çevre dostu temizlik ürünlerinin üretimini desteklemek amacıyla bir bilinçlendirme kampanyası planlayabilir. Bu bağlamda broşürler, posterler, kamu spotu veya sosyal medya içerikleri hazırlayarak halkı kimyasal ürünlerin güvenli kullanımı konusunda bilgilendirebilirler. Ayrıca evde çevre dostu temizlik ürünlerinin nasıl üretileceğini gösteren rehberler oluşturabilirler. Öğrencilerden günlük hayatta kullandıkları gıda ürünlerinde bulunan gıda boyalarını, antioksidanları veya koruyucuları tespit etmeleri amacıyla kimyasal analizler gerçekleştirmeleri istenebilir. Öğrenciler; bu analizlerin her birini adım adım açıkladıkları, kullandıkları yöntemleri ve cihazları ayrıntılı olarak belirttikleri, analiz sonuçlarını detaylıca yorumladıkları bir rapor hazırlamaları için yönlendirilebilir. Öğrenciler, bulgularını arkadaşları ve yakın çevreleri ile paylaşmaları için teşvik edilebilir. Öğrencilerin gıda güvenliği ile ilgili önerilerde bulunmaları sağlanabilir. Öğrencilere kimyasal ürünlerin yanlış kullanımına ilişkin çevresel etki analizi yaptırılabilir. Öğrencilerden analizlerinden elde ettikleri verilerden hareketle kimyasal ürünlerin hatalı kullanımı sonucu oluşacak çevresel etkileri en aza indirgemek için çözüm önerileri sunmaları istenebilir. Öğrenme çıktısında işletilen bilimsel çıkarım becerisine ek olarak yeni örnekler üst düzey becerilerden olan karar verme becerisi temelinde de ele alınabilir. Bu beceri temelinde öğrencilerin kimya bilmenin sağlık, çevre, ekonomi ve kimyasal kirlilik açısından katkılarının neler olduğuna; hangi mesleğe daha fazla katkı sağladığına karar vermeleri ve bu katkılardan birine yönelik kısa, bilgilendirici bir konuşma hazırlayarak arkadaşlarına sunmaları sağlanabilir.

Öğrencilerden deşarj sularının temizlenmesine yönelik tasarımlar ortaya koymaları istenebilir. Bu amaçla öğrencilere STEM basamaklarını uygulayabilecekleri bir etkinlik yaptırılabilir. Öğrencilerden çevrelerinde evsel, tarımsal ya da endüstriyel atıkların etkisiyle kirlenen suları belirlemeleri istenebilir. Öğrenciler, deşarj sularının temizlenmesine ilişkin problemi tanımlayabilir. Öğrenciler grup çalışması ile problemin çözüm yollarını araştırabilir. Problemin çözümüne dair ürün ya da tasarım geliştirebilir. Öğrencilerden tasarımları için kullanacakları materyalleri belirlemeleri istenebilir. Ortaya çıkan ürün prototiplerini test etmeleri ve başarılı olan prototiplerini sunmaları için öğrencilerden bilgi görseli hazırlamaları istenebilir. 

Öğrencilerin bir kimya işletmesinin iş güvenliği önlemlerini incelemeleri için bir saha ziyareti düzenlenebilir. Öğrenciler bu ziyaret sırasında kimyasal depolama, kimyasal atıkların imhası ve çalışanların kişisel koruyucu ekipman kullanımı gibi konuları araştırarak güvenlik raporu hazırlayabilirler.

Kimya biliminin farklı mesleki hayatları kolaylaştırması temelinde öğrencilerden gruplar hâlinde çalışmaları ve bir mesleği seçerek kimya biliminin ilgili mesleğe olan katkılarına ilişkin bir tanıtım broşürü hazırlamaları istenebilir. Kimya biliminin günlük hayata katkıları kapsamında öğrencilerin çeşitli mesleklerdeki alan uzmanları, kimyagerler, kimya mühendisleri vb. ile görüşmeler yapmaları sağlanabilir. Bu görüşmelerden sentezledikleri bilgiler ışığında öğrenciler, kimya biliminin günlük hayatı kolaylaştırmasına ilişkin yenilikçi çözüm önerileri sunma konusunda teşvik edilebilir. Aynı amaçla öğrencilere kimya biliminin mesleklere olan katkılarına yönelik bir kamu spotu hazırlatılabilir. 

*Öğrenciler, atom modellerini kronolojik bir sıra ile gösteren ve açıklayan eğitici bir mobil uygulama veya web tabanlı bir simülasyon geliştirme projesini detaylı bir şekilde planlayabilir. Bu projenin aşamalarını belirlerken projeye hangi atom modellerinin dâhil edileceği ve bu modellerin nasıl görselleştirileceği kararını verirler. Ayrıca kullanıcıların etkileşimli olarak bu modelleri keşfetmelerini sağlayacak özellikleri tanımlayabilirler. 

Öğrenciler; periyodik tablodan seçtikleri bir elementin tarihçesini, fiziksel ve kimyasal özelliklerini, kullanım alanlarını ve önemli kimyasal bileşikleri ayrıntılı bir şekilde araştırarak bilgi toplayabilir. Bu projenin sonunda hazırladıkları etkileyici poster veya sunumda elementin atom yapısından elektron dizilimine, kimyasal tepkimelerinden endüstriyel kullanımına kadar tüm yönlerini derinlemesine sunabilirler.*Öğrencilerden kuantum atom modelini, Schrödinger denklemini ve orbital şekillerinin ilişkisini araştırmaları; web tasarım araçlarını kullanarak orbitallerin şekli ve uzaysal yönelimleri ile ilgili bilgi görseli/animasyon/sunu hazırlamaları istenebilir.

Günlük hayatta kimyasal maddelerin yanlış kullanımı sonucu oluşan problemleri çözebilme becerisinin süreç bileşenleri gerçekleştirilirken öğrenciler için bileşenlerin takibini kolaylaştıracak dönütlerin sayısı artırılabilir. Problem çözme becerisi yerine kavramsal becerilerden tümevarımsal akıl yürütme becerisi tercih edilebilir. Öğrencilerin bilgiyi yeniden düzenleme, önceki bilgilerle birleştirme ve işleme süreçlerini kolaylaştırmak amacıyla atom teorileri ile ilgili görsel materyaller kullanılıp konunun daha iyi anlaşılması ve hatırlanması sağlanabilir. Gördükleri şekilleri algılama ve hatırlama güçlüğü çeken öğrenciler için bilgi kartları kullanılabilir. Atom teorileri, atom orbitalleri, periyodik özellikler konularında karşılaştırma becerisi işletilebilir. Bu becerinin kazandırılması sürecinde benzerlik ve farklılıkları belirlemeye yönelik sorular sorulabilir, öğrencilerin bilgileri daha kolay öğrenmesi ve genellemesi sağlanabilir. Öğrencilerin cevaplarına olumlu dönütler verilerek öz güvenlerinin artması sağlanabilir. 

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB1.3. Kendine Uyarlama (Öz Yansıtma), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık

D3. Çalışkanlık, D4. Dostluk, D6. Dürüstlük, D7. Estetik, D8. Mahremiyet, D11. Özgürlük, D14. Saygı, D16. Sorumluluk, D19. Vatanseverlik

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB2. Dijital Okuryazarlık, OB4. Görsel Okuryazarlık, OB7. Veri Okuryazarlığı

Öğrenciler, maddenin tanecikli modelini ve taneciklerin elektrik yükleri arasında itme ve çekme kuvvetleri ile bir arada durduğunu bilmektedirler. Öğrencilerin bazı bileşik-lerin yaygın adlarını, katı ve sıvıların temel özelliklerini, kavramsal olarak kaynama ve buharlaşma olaylarını bildikleri kabul edilmektedir.

Öğrencilere metallerin fiziksel özelliklerine ve bileşiklerin oluşumuna ilişkin sorular sorulabilir. Öğrencilerden fen bilimleri dersinde öğrendikleri bazı yaygın bileşiklerin adları ile formüllerini eşleştirmeleri istenebilir. Öğrenciler, maddenin katı ve sıvı hâlini alt mikro seviyede modelleyerek katı ve sıvıların özelliklerini listelemeleri için yönlendirilebilir.

Günlük hayatta sıkça karşılaşılan metal içerikli malzemelerin, tuz gibi kristal katıların, su gibi kovalent bağlı moleküler maddelerin yapısal özellikleri ile ilgili tartışma ortamı oluşturulabilir. Yağmurluk gibi bazı giysi ve eşyalar ıslanmaz iken bazı malzemelerin neden ıslandığı, su damlalarının bir yaprağın üzerinde neden bir küre oluşturduğu, böceklerin su üzerinde batmadan nasıl durabildiği, balın kavanozdan neden yavaş aktığı, bitkilerin köklerinden yapraklarına kadar nasıl su taşıdığı gibi sorular sorulabilir. Böylece günlük hayattan endüstriyel uygulamalara kadar birçok alanda uygulama alanı bulan sıvı davranışlarının önemli sonuçlarının tanecikler arası etkileşim kuvvetleri ile ilişkili olduğuna dikkat çekilebilir. 

KİM.9.2.1
Metalik bağ kavramına ilişkin etkinliğe başlamadan önce öğrencilerden bağların oluşumunu gösteren model oluşturmaları istenir. Bu bağlamda öğrencilerin iki hidrojen atomu arasındaki itme ve çekme kuvvetlerini temsil eden bir modeli elektrostatik çekim kuvvetleri ile ilişkilendirerek çizmeleri sağlanır (OB1). Öğrencilerden bireysel modellemelerini bilimsel gösterim ile karşılaştırmaları istenir (D3.3). İki atom birbirine yaklaşırken aralarında oluşan itme ve çekme kuvvetlerinin nasıl değiştiği açıklanır. İki atom arasında bağ oluşabilmesi için net kuvvetin büyüklüğünün sıfır olması gerektiği ifade edilir.

Valans elektron sayısı farklı olan metallerin metalik bağ gösterimleri verilir. Öğrencilerden atomlar arası elektrostatik etkileşimleri değerlendirmeleri ve metalik bağın doğasına ilişkin genel bir örüntü bulmaları istenir. Valans elektron sayıları değişse de atomları bir arada tutan elektrostatik etkileşimlerin pozitif iyonlar ile serbest valans elektronları arasında olduğunu fark etmelerini sağlayacak sondaj soruları sorulur. Soru cevap yöntemiyle öğrencilerin etkili iletişim kurmaları, olay ve durumları çok yönlü bakış açısıyla değerlendirmeleri sağlanır (SDB2.1,D4.2,D14.1,E1.4,E3.2,E3.10). Öğrenciler metalik bağın oluşumuna ilişkin genellemeye ulaştırıldıktan sonra metalik bağın tanımının yapılması sağlanır. Serbest valans elektron sayısı ve pozitif iyon yükü ile metalik bağın kuvveti arasındaki ilişkiye vurgu yapılır (KB2.9). Bu bağlamda kavram karikatürleri verilerek öğrencilerin bu karikatürleri incelemeleri sağlanabilir. Öğrencilerden kavram karikatürlerinde metalik bağ oluşumu ile ilgili kavram yanılgısı içeren karakterleri belirlemeleri ve belirledikleri yanılgıyı düzeltmeleri istenebilir (OB4).

KİM.9.2.2
Öğrencilere deney videosu izletilerek metal ve ametal elementleri arasında gerçekleşen tepkime sürecinin gözlemlenmesi sağlanır. Öğrencilerden gözlemlerinden hareketle atomlardan katyon ve anyon oluşum sürecini sorgulamaları (OB2,OB4), iyonların elektrostatik etkileşimleri ile ilgili önermeler oluşturmaları ve oluşturdukları önermeleri etkinlik kâğıdında listelemeleri istenir. Öğrencilerden tepkime sürecinde gerçekleşen etkileşimlere ilişkin önermelerini iletişim becerilerini kullanarak paylaşmaları istenir (SDB2.1,D14.1). Öğrencilere önermelerinin tepkime sürecindeki hangi gözleme dayandığı sorulur. Öğrencilerin gözleme dayalı olan ve olmayan önermelerini karşılaştırmaları sağlanır (OB7). Öğrenciler, tahminlerini ön bilgileri ve gözlemleri ışığında temellendirir;
bu sayede öğrencilerin açıklama yapmalarına, çıkarımda bulunmalarına fırsat verilir. Araştırmacı ve sorgulayıcı olmanın önemine vurgu yapılarak çalışkanlık değeri desteklenir (SDB1.1,D3.3). Öğrencilere iyonik bağ oluşumuna ilişkin açıklamalarını derinleştirmeleri ve belli kavramlarla ilişkilendirmeleri (örneğin iyonlaşma enerjisi) için sorular yöneltilebilir. Öğrenciler, daha sonra deney videosunu izleyerek farklı iyonik tuzların bileşenleri (metal ve ametal elementleri) arasında gerçekleşen tepkime süreçlerini gözlemler. Öğrencilerden gözlemlerine dayanarak farklı iyonik tuzların oluşum sürecine ilişkin tahminlerde bulunmaları; tahminlerini, gözlemlerini ve açıklamalarını ilk deney videosunda gözlemledikleri örnekle karşılaştırmaları istenir. Öğrenciler, iyonik bağ oluşumuna ilişkin açıklamalarını bilimsel açıklamalarla karşılaştırmaya ve tahminlerinin geçerliliğini sorgulamaya yönlendirilir (OB2,OB7). Öğrencilere gözlemlerinden elde ettikleri kanıtlara dayanarak iyonik bağ oluşumunu tanecik seviyesinde açıkladıkları bir metin yazdırılabilir. Ayrıca öğrencilerden farklı bileşiklerdeki iyonik bağın oluşum süreci hakkında bir yansıtma notu yazmaları istenebilir. Sınıf içi tartışma ile öğrencilerin farklı bileşiklerdeki iyonik bağın oluşum sürecine ilişkin tahminlerini paylaşmaları ve değerlendirmeleri sağlanabilir (SDB2.1). Tek atomlu katyon ve anyonlar ile çok atomlu katyon (NH4+) ve anyonların (CO32-, NO3-, PO43-, HCO3-, CH3COO-, SO42-, OH-) formül ve adlarını içeren tablo verilebilir. Katyonlar ve anyonlardan oluşan iyonik bileşiklerin formüllerini tahmin etmeleri öğrencilerden istenebilir. Etkinlik kâğıtları “önerme oluşturabilme, gözleme dayalı olan ve olmayan önermeleri belirleyebilme, açıklama yapabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen tarafından değerlendirilebilir veya öğrenciden öz değerlendirme yapması istenebilir (SDB1.2).

KİM.9.2.3
Öğrenciler, gösterilen animasyonu inceleyerek iki ametal atom birbirine yaklaşırken bu atomlardaki elektronların davranışında meydana gelen değişimi gözlemler (OB2,OB4). Gözlem sonrasında öğrencilerden kovalent bağın oluşum sürecine ilişkin önermeler oluşturmaları, önermelerini etkinlik kâğıdına yazmaları, yazdıkları önermeleri açık fikirlilikle paylaşmaları istenir (SDB2.1,D6.2). Oluşturulan önermeler, öğrenciler tarafından karşılaştırılarak gözleme dayalı olan ve olmayan önermeler belirlenir. Gözlemlerinden edindikleri verilere dayanarak öğrencilerden kovalent bağın nasıl oluştuğu ile ilgili bir yargıya varmaları istenir (E3.10,D3.3). Öğrencilerden farklı ametal atomların birbirine yeterince yaklaşması sırasında oluşan gözlemleyemedikleri etkileşimleri (özellikle çekim kuvvetlerini) tahmin etmeleri ve yaptıkları tahminleri model çizerek göstermeleri istenir (OB4). Öğrencilerin özgün modeller ortaya koyması sağlanarak estetik değerine vurgu yapılır (D7.2). Öğrencilere bu çizimi yaparken kendisinin ne yapması gerektiği, konu ile ilgili önceki bilgilerinin neler olduğu, önceki bilgilerini nasıl kullanacağı, bu görevi nasıl yapacağı ve bu süreçten ne öğrenmeyi beklediği ile ilgili bir form verilerek öğrencilerden çizim sürecinin planlanması istenebilir (E2.2,SDB1.1). Öğrencilerden çizimlerini süreç aşamalı görsel materyaller ile karşılaştırarak tahminlerinin geçerliğini sorgulamaları beklenir (E3.10). Öğrenciler, gözlem sonunda etkinlik kâğıdında kovalent bağın oluşum sürecine ilişkin önermeler oluşturmaları için yönlendirilir. Öğrencilerden önermelerini gözleme dayalı olan ve olmayan önermeler şeklinde sınıflandırmaları istenir. Öğrencilere gözlemlerinden elde ettikleri kanıtlara dayanarak kovalent bağ oluşumunu tanecik seviyesinde açıkladıkları bir metin yazdırılabilir. Ayrıca farklı bileşiklerdeki kovalent bağın oluşum sürecine ilişkin bir çizim yaptırılabilir, öğrencilerden çizimlerini süreç aşamalı görsel materyaller ile karşılaştırmaları istenebilir. Etkinlik kâğıtları “önerme oluşturabilme, doğru sınıflandırabilme, açıklama yapabilme ve bilimsel olarak kabul gören çizime ulaşabilme” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen tarafından değerlendirilebilir veya öğrenciden öz değerlendirme yapması istenebilir (SDB1.2,SDB1.3,OB1).

KİM.9.2.4
Öğrencilere valans elektronlarının element sembolünün etrafına nasıl yerleştirildiği bilgisi verilir. Çeşitli moleküler element ve bileşiklerin Lewis nokta yapıları verilir. Öğrencilerden verilen Lewis nokta yapılarının benzerlik ve farklılıklarını karşılaştırarak moleküllerin Lewis nokta yapılarına ilişkin varsayımlarda bulunmaları ve Lewis nokta yapısının oluşturulmasına ilişkin örüntüler bulmaları istenir (E3.7). Oktet ve dublet kuralı verilerek farklı örneklerin Lewis nokta yapılarının karşılaştırılması sağlanır. Lewis nokta yapısının oluşturulmasına ilişkin önermeler sunmaları öğrencilerden beklenir. Merkez atomunda ortaklanmamış elektron çifti içeren moleküllerin Lewis nokta yapılarıyla birlikte uzay-dolgu molekül modelleri gösterilerek elektron itmesinin molekül yapısını nasıl etkilediği konusu ile ilgili saygı çerçevesinde tartışma ortamı oluşturulur (SDB2.1,D14.1,OB4). Öğrenciler, farklı moleküller için Lewis nokta yapılarını oluşturarak Lewis nokta yapısına ilişkin önermelerini değerlendirir (OB1). Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen farklı element ve bileşiklerin Lewis nokta yapılarını çizmeleri istenebilir.

KİM.9.2.5
Kovalent bağlı element ve bileşiklerin adları, formülleri, Lewis nokta yapıları, uzay-dolgu gösterimleri ve elementlerin elektronegatiflik değerleri tablo olarak verilir. Öğrencilerden ilgili molekülleri polar ya da apolar olarak sınıflandırabilmeleri için ölçütler oluşturmaları istenir. Öğrencilerin uzay-dolgu modelleri verilen molekülleri merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti bulunma durumuna ve elektronegatiflik farkına göre ayrıştırmaları sağlanır (OB7). Öğrencilerden molekülleri dipol momentine göre polar ya da apolar olarak gruplandırmaları istenir. Öğrenciler, her bir molekülün polar ya da apolar olup olmadığına ilişkin gerekçelerini belirtir (E1.5,SDB2.1). Öğrenciler, molekülleri polar ya da apolar olarak adlandırmaları için yönlendirilir. Öğrencilerden çalışma yaprağında verilen farklı element ve bileşikleri polar yapılı ya da apolar yapılı şeklinde sınıflandırmaları ve yaptıkları sınıflandırmaları gerekçeleriyle açıklamaları istenebilir.

KİM.9.2.6
Öğrencilere tek bir tür katyonu olan metallerin oluşturduğu iyonik bileşiklerin sistematik adları ve formülleri verilir. Öğrencilerden iyonik bileşiği oluşturan iyonları belirlemeleri istenir. Öğrencilerin bir bileşikte bulunan pozitif ve negatif yüklü iyonların adlarıyla bileşiğin adı arasında ilişki kurmaları sağlanır. Öğrenciler, tek bir tür katyonu olan metallerin oluşturduğu iyonik bileşiklerden yola çıkarak adlandırma kurallarını oluşturmaları için yönlendirilir. Bu sayede edindikleri bilgilerin eleştirel bakış açısıyla değerlendirilmesi sağlanır (D3.3,E3.10). Öğrencilerin tek bir tür katyonu olan metallerinin oluşturduğu iyonik bileşiklerin adlandırma kurallarını genellemeleri sağlanır. Birden fazla katyonu olan bazı geçiş metallerinin (Cr, Mn, Cu, Pb, Sn, Fe ve Co) oluşturduğu bileşiklerin formülleri ve adları birlikte verilir. Sabit değerlikli metallerin oluşturduğu bileşiklerin adlandırılmasıyla değişken değerlikli metallerin oluşturduğu bileşiklerin adlandırılması arasındaki farkın öğrenciler tarafından belirlenmesi sağlanır (OB7). 

Öğrencilere kovalent bağlı bileşiklerin sistematik adları, formülleri ve atom sayılarını belirten Latince ön ekler verilir. Öğrencilerden kovalent bağlı bileşikleri oluşturan atomları belirlemeleri istenir. Kovalent bağlı bileşikleri oluşturan ametal atomların adları ile bileşik adları arasında ilişki kurulması sağlanır. Öğrencilerden bileşiği oluşturan birinci ve ikinci ametalin adlandırılması arasındaki farkı belirlemeleri istenir. Kovalent bağlı bileşiklerin adlandırma kurallarının genellenmesi sağlanır (OB7). Öğrenciler, tarsia yapboz etkinliğinde iyonik ve kovalent bağlı bileşiklerin adları ile formüllerini eşleştirebilir.

KİM.9.2.7
Gecko kertenkelesinin dik ve düz bir yüzeyde nasıl yürüyebildiği, neden bazı toz parçacıklarının bilgisayar ekranına yapıştığı ile ilgili sorularla öğrencilerde tanecikler arası etkileşim kuvvetlerine yönelik merak uyandırılabilir (E1.1). Öğrencilere moleküller (aynı ya da farklı) arasında etkileşim olabileceği gibi moleküller ile iyonlar ve soy gaz atomları arasında da etkileşim olabileceğini fark ettirecek sorular sorulur, öğrencilerin fikir belirtme hakkını kullanarak düşünce ve izlenimlerini etki altında kalmadan ifade etmeleri ve etkili iletişim becerilerini kullanmaları sağlanabilir (SDB2.1,D8.1,D11.2,D14.1). Öğrenciler, kendilerine verilen çeşitli molekül örneklerinin diğer bir molekülle veya iyonla olan etkileşimleri ile soy gaz atomları arasındaki etkileşimlerini inceler. Öğrencilerden inceledikleri etkileşimlerin türüne ilişkin ölçütler belirlemeleri istenir (OB1). Öğrencilerden inceledikleri etkileşimleri molekül-molekül, iyon-molekül ya da atom-atom etkileşimleri olarak ayrıştırmaları istenir. Ayrıştırılan etkileşimlerin dipol-dipol, dipol-indüklenmiş dipol, iyon-dipol, iyon-indüklenmiş dipol ve indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol (London) etkileşimleri olarak gruplandırılması sağlanır. Öğrencilerden oluşturdukları grupları bilimdeki karşılığı ile kıyaslamaları istenir (D3.3). Tanecikler arası etkileşimler ile ilişkilendirilebilecek biyomimikri uygulamalarına yönelik araştırma ödevi verilerek öğrencilerin sorumluluk bilinci kazanmaları sağlanabilir (D16.3). Öğrencilere polar bileşiklerde moleküller arası etkileşimlerin gösterildiği kanıt kartları verilir. Öğrencilerden dipol-dipol etkileşiminin oluşum sürecine ilişkin ölçütler belirlemeleri istenir. Belirlenen ölçütler temelinde dipol-dipol etkileşiminin aynı ya da farklı tür moleküller arası dipol dipol etkileşimi veya yapısında F-H, O-H ve N-H bağlarından en az bir tane bulunduran moleküllerin dipol-dipol etkileşimi olarak ayrıştırılması sağlanır. Yapısında F-H, O-H ve N-H bağlarından en az bir tane bulunduran moleküllerin hidrojen bağı oluşturabilen moleküller olarak gruplandırılması istenir. Öğrencilerden oluşturdukları grupları bilimsel karşılığı ile kıyaslamaları istenir.

DNA’nın ikili sarmal yapısındaki zincirleri bir arada tutan hidrojen bağlarının genetik kodun korunmasındaki rolünü konu alan bir okuma parçası verilebilir. Yapılandırılmış grid aracılığı ile öğrencilerden farklı madde çiftleri arasındaki etkileşimleri belirlemeleri istenebilir.

KİM.9.2.8
Sofra tuzu, çelik kaşık, bilgisayar ekranı, kurşun kalem ucu, elmas, kar taneleri, cam gibi katıların fiziksel görünümleri ve özelliklerinin neden birbirinden farklı olduğuna dikkat çekilerek kristal ve amorf katılara ilişkin bir tartışma ortamı oluşturulabilir. Öğrencilerin kristal katılardaki etkileşim türünün kristal katıların sertlik, erime noktası, iletkenlik gibi niteliklerine etkisini incelemeleri ve bu niteliklerdeki farkı saygı çerçevesinde sınıf içi tartışma ile ortaya koymaları sağlanır (SDB2.1,D14.1). Etkileşimlerin kristal katıların niteliklerini nasıl etkilediğini ortaya koyan gözlem verilerinin (görsel, video vb.) veya hazır veri setinin yer aldığı etkinlik kâğıdı öğrencilere verilir. Öğrencilerin verileri incelemesi sağlanır. Öğrencilerden gözlemleri veya hazır veri seti üzerinden hangi kristal katının ne tür niteliklere sahip olduğu ile ilgili genellemeler yapmaları, çıkarımlarını bilim insanlarının çıkarımları ile karşılaştırmaları istenir. Böylece öğrencilerin farklı katı türlerinin sahip olduğu genel özellikleri açıklamaları sağlanır (OB7). Etkinlik kâğıtları “nitelikleri belirleme, genellemeye ulaşma ve bilimsel kabul edilebilirlik ile karşılaştırma” ölçütlerine ilişkin dereceli puanlama anahtarı ile öğretmen tarafından değerlendirilebilir veya öğrenciden öz değerlendirme yapması istenebilir (SDB1.2,SDB1.3). Türkiye’nin ilk endüstriyel boyutta kristal silisyum ingot külçesinin üretim projesinden ve bu projenin güneş enerjisi teknolojilerinde çığır açma potansiyelinden kısaca bahsedilerek öğrencilerin bu tür yerli ve millî projelerin ülkenin kalkınmasındaki önemini fark etmesi sağlanabilir (D19.4). Ardından bu projeyi değerli kılan durumun silisyum ingot külçesinin kristal özellikleri olduğu vurgusu yapılabilir.

KİM.9.2.9
Özdeş kaplarda bulunan aynı miktardaki farklı saf sıvı örneklerinin buharlaşma hızlarının neden farklı olduğu öğrencilere sorulur (SDB2.1). Buhar basıncı ve denge buhar basıncı tanımı verilir, öğrencilerden bir sıvının buhar basıncını etkileyen faktörleri belirlemeleri amacıyla sorular oluşturmaları istenir. Oluşturulan sorulardan hareketle öğrencilerin bir sıvının buhar basıncını etkileyen faktörlerin neler olabileceğine dair tespitlerde bulunmaları sağlanır. Farklı sıvıların 25 °C ve 1 atm basınç koşullarındaki buhar basınçlarına ilişkin hazır veriler verilir. Öğrenciler, bu hazır verileri tespit ettikleri faktörlerin sıvıların buhar basıncına etkisini neden-sonuç ilişkisi bağlamında değerlendirmek amacıyla kullanır. Öğrencilerden belirledikleri faktörlerin sıvıların buhar basıncına etkisini araştırabilmeleri için bağımlı-bağımsız değişkenleri ve kontrol değişkenlerini tespit etmeleri istenir. Öğrencilerin sıvıların buhar basıncına etki eden değişkenleri kontrol altına alarak denemeler yapmaları sağlanır. Öğrencilerden sıvıların buhar basıncına etki eden faktörlere ilişkin sundukları önermeleri bilimsel kuramlar ile desteklemeleri istenir (OB1). Sıvıların buhar basıncına etki eden faktörlerin moleküller arası etkileşimler temelinde açıklanması sağlanır. Öğrenciler, etkili iletişim becerilerini kullanarak açıklamalarını sınıf arkadaşlarıyla paylaşmaları için yönlendirilir (SDB2.1,D14.1,E1.4). Öğrenciler, sıvıların buhar basıncını etkileyen faktörlere ilişkin bir deney tasarlayabilir. Öğrencilerden çalışma öncesinde bir form aracılığıyla konu ile ilgili ön bilgilerinin neler olduğunu, deney sürecinde neyi öğrenmeyi beklediğini, ne tür stratejiler kullanacağını ve bu süreçte neler hissedebileceğini belirtmeleri istenebilir (SDB1.1). Sürecin bütünü “deney tasarım adımlarının takip edilerek buhar basıncına etki eden faktörlerin belirlenebilmesi ve bu faktörlerin moleküller arası etkileşimler göz önüne alınarak açıklanabilmesi” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Ayrıca öğrencilerden öz değerlendirme formu aracılığıyla başlangıçta hedeflediği noktaya ulaşma durumunu, bu süreci kolaylaştıran davranışlarını ve bu süreçte neleri daha farklı yapabileceğini belirlemesi istenebilir (SDB1.2,SDB1.3,OB7).

KİM.9.2.10
Suyun 100 °C’tan farklı sıcaklıklarda kaynayabildiğinin gözlemlenebileceği gösteri deneyi yapılır ya da öğrencilere bu örneğe ilişkin video seyrettirilir. Öğrencilerin saf sıvıların kaynama özelliği ve kaynama sıcaklığına etki eden faktörleri belirlemede kullanılabilecek ölçütleri tespit etmelerini sağlamak amacıyla sınıf içi tartışma yaptırılabilir, tartışma esnasında saygı kurallarına dikkat edilmesi gerektiği hatırlatılır (D14.1). Bu tartışma sonunda öğrencilerin saf sıvının kaynama sıcaklığını etkileyen ölçütlere (sıvı yüzeyine etki eden açık hava basıncı ve moleküller arası etkileşimin türü) ulaşmaları sağlanır (SDB2.1,OB2). Öğrencilerden hidrojen bağının sıvıların kaynama noktasına etkisini verilen kanıtlar üzerinden değerlendirmeleri istenir. Hidrojen bağı içeren sıvıların aynı ortamdaki kaynama noktaları arasındaki farklılığın nedeni; hidrojen bağ sayısı ile F, O ve N atomlarının elektronegatiflik değerleri ölçüt alınarak açıklanır. Öğrencilere saf bir sıvının sıcaklık-buhar basıncı ilişkisini gösteren grafik ve kaynama olayını açıklamada kullanılabilecekleri tanecikli model verilir. Öğrencilerin verilen modeli ve grafiği inceleyerek sıvının buhar basıncının sıvı yüzeyine etki eden dış basınca eşit olduğu andaki sıcaklık değerinde kaynadığı çıkarımına ulaşmaları sağlanır. Öğrencilerden grup arkadaşları ile dayanışma içinde çalışarak hem dış basıncın hem de sıvı türünün kaynama noktasına etkisini açıklayabilmeleri için verileri düzenlemeleri istenir (D4.1). Öğrencilerden sıvı yüzeyine etki eden dış basıncın sıvının kaynama noktasını nasıl etkilediğini gösteren kanıtlar kullanarak iddialarını açıklamaları istenir (OB1,OB4). Açıklamalarını desteklemeleri için bilimsel bilgileri kullanmaları sağlanır. Sınıf içi tartışma ortamında dış basınç ve sıvı türünün kaynama noktasına etkisi belirtilir ve bilimsel bilgiler ile karşılaştırma yaptırılır (SDB2.2).

KİM.9.2.11
Viskozite, sıvıların akmaya karşı gösterdiği direnç şeklinde tanımlandıktan sonra öğrencilerin etkili iletişim kurması sağlanarak sıvıların akışkanlığını etkileyen faktörlerin neler olabileceği tartışmaya açılabilir (SDB2.1,D4.2). Öğrencilerden sıvıların akışkanlığı ve viskozite kavramı arasında ilişki kurmaları ve sıvıların viskozitesine ilişkin niteliklerin farkını ortaya koymaları istenir. Öğrenciler, farklı saf sıvıların (su, etil alkol, propanol, glikol, gliserin gibi) akışkanlıklarını karşılaştırabilecekleri bir deney yaparlar. Böylece öğrencilerin planlı olmalarına yardımcı olunur (D3.2). Öğrencilerin moleküller arası etkileşimlerin sıvıların akışkanlığını nasıl etkilediğine ilişkin keşfettikleri örüntüleri açıklamaları sağlanır. Öğrenciler; sıcaklığın sıvıların akışkanlığını nasıl etkilediğine ilişkin yeni bir deney yapmaları, veri toplamaları ve bu verileri kaydetmeleri için yönlendirilir (KB2.2,OB7). Öğrencilerden sıcaklığın sıvıların akışkanlığı üzerindeki etkisine ilişkin keşfettiği örüntüleri açıklamaları istenir. Deneylerden elde ettikleri verileri moleküller arasındaki etkileşim kuvvetlerinin büyüklüğü ve sıcaklık ile ilişkilendirebilmeleri amacıyla öğrencilere sorular sorulur. Öğrenciler, performans görevi çerçevesinde moleküller arası etkileşimler ile sıvıların akışkanlığı arasındaki neden-sonuç ilişkisini ortaya koyan bir deneyi tasarlayabilir, uygulayabilir ve raporlayabilir. Öğrencilerden çalışma öncesinde bir form aracılığıyla konu ile ilgili ön bilgilerinin neler olduğunu, deney sürecinde neyi öğrenmeyi beklediğini, ne tür stratejiler kullanacağını ve bu süreçte neler hissedebileceğini belirlemesi istenebilir (SDB1.1). Ayrıca öğrencilerden öz değerlendirme formu aracılığıyla başlangıçta hedeflediği noktaya ulaşma durumunu, bu süreci kolaylaştıran davranışlarını ve bu süreçte neleri daha farklı yapabileceğini belirlemesi istenebilir (SDB1.2,SDB1.3).

KİM.9.2.12
Öğrencilerin gözlemlerinden ve hazır veri setinden hareketle sıvıların adezyon ve kohezyon kuvvetleri, yüzey gerilimi, kılcallık ve ıslatmazlık gibi niteliklerini fark etmeleri sağlanır. Öğrencilerin farklı sıvıların belirli bir sıcaklıktaki yüzey gerilimi verileri ile bu sıvıların alt mikro gösterimlerinin verildiği hazır veri setinden ve gözlemlerinden hareketle adezyon- kohezyon kuvvetleri ile sıvıların yüzey gerilimi, kılcallık (kapiler etki), içbükey-dışbükey görünümü ve yüzeyi ıslatma/ıslatmama özelliği arasındaki ilişkileri belirlemek üzere çıkarımlar yapmaları sağlanır. Öğrencilerden çıkarımlarını bilim insanlarının çıkarımları ile karşılaştırmaları istenir (OB1). Suyun organizmalardaki hayati rolü konusu adezyon-kohezyon kuvvetleri, kılcallık, yüzey gerilimi gibi kavramlarla ilişkilendirilebilir. Öğrencilerden tanecikler arası etkileşim kuvveti belirtilen sıvıların yüzey gerilimi, adezyon-kohezyon kuvvetleri, kılcallık, içbükey-dışbükey görünüm ve yüzeyi ıslatma özelliği ile ilgili boşluk doldurma sorularını cevaplandırmaları istenebilir.

KİM.9.2.13
Öğrencilerin etkili iletişim becerilerini kullanmaları sağlanarak sıvıların yüzey gerilimini etkileyen faktörlerin neler olabileceğine ilişkin tartışma ortamı oluşturulabilir (SDB2.1,D14.1). Öğrencilerden yaptıkları açıklamalar doğrultusunda yüzey gerilimini etkileyen faktörlerle ilgili araştırılabilir sorular oluşturmaları istenir. Soruların moleküller arası etkileşimler temelinde cevaplanması için çeşitli önermeler oluşturulması sağlanır. Bu aşamada aynı önermeyi oluşturan öğrencilerin grup çalışması yapmaları istenebilir (SDB2.2,D3.4). Öğrenciler gerekli malzemeyi seçmeleri, araştırmayı planlamaları ve gerçekleştirmeleri için yönlendirilir (D3.2). Öğrencilerin grup çalışmalarına katkıları akran değerlendirme formu ile değerlendirilebilir. Öğrenciler, sıvıların yüzey gerilimine sıcaklığın ve çözünen madde cinsinin etkisini dolaylı olarak belirlemek için yöntemler araştırmak üzere yönlendirilir. İlgili faktörlerin sıvıların yüzey gerilimine etkisini dolaylı olarak belirlemek için deney yapılması sağlanır. Öğrencilerden gözlemlerini veya ölçüm verilerini kaydetmeleri istenir (OB7). Öğrenciler, kaydettikleri verilerden yüzey gerilimini etkileyen faktörlere ilişkin sonuçlar çıkararak yorumlarda bulunmaları için yönlendirilir (KB2.14). Öğrenciler, suyun yüzey gerilimini etkileyen faktörlere ilişkin çıkarımlarını sıvının moleküller arası etkileşim kuvvetlerinin büyüklüğü temelinde gerekçelendirir (OB1). Yüzey gerilimini etkileyen faktörleri belirleyen öğrenciler, sonuçlarını bilimsel bilgilerle karşılaştırmaları için yönlendirilir. Yüzey gerilimi ile ilintili günlük hayat problemlerinin bilimsel bilgilerle ilişkilendirilmesi sağlanır. Öğrenciler, sıvıların yüzey gerilimini etkileyen faktörlere ilişkin öğretim sürecindeki deneyden farklı bir deneyi tasarlayabilir, uygulayabilir ve raporlayabilir. Sürecin bütünü “deney tasarım adımlarının takip edilerek sıvıların yüzey gerilimini etkileyen faktörlerin belirlenebilmesi ve bu faktörlerin moleküller arası etkileşim göz önüne alınarak açıklanabilmesi, deney sonuçlarının raporlanarak deneyden elde edilen çıktıların bilimsel bilgilerle karşılaştırılabilmesi ve günlük hayatla ilişkilendirilebilmesi” ölçütlerini içeren dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Aynı zamanda öğrencilerden öz değerlendirme formu aracılığıyla hedef belirlemesi, deney sürecinde duygularını ve davranışlarını kontrol edebilmesi, sonraki öğrenmeleri geliştirmek için neler yapabileceğini belirlemesi istenebilir (SDB1.2).

Öğrencilere süperhidrofilik ve süperhidrofobik malzemelerin günlük hayattaki uygulamalarını araştırmaları için bir görev verilebilir. Ayrıca öğrencilerin bu malzemelerin karakterizasyonunda temas açısı değerinin önemini ve örnek uygulamaları incelemeleri için uzmanlardan destek almaları sağlanabilir. Öğrenciler, süperhidrofilik ve süperhidrofobik malzemelerin farklı uygulamalardaki önemi hakkında bilgi veren bilgi görselleri hazırlayabilir.

Öğrencilere farklı malzemelerin yüzey temas açılarını ölçmeleri için bir görev verilebilir. Öğrenciler, gonyometre cihazını veya ImageJ akıllı telefon uygulamalarını kullanarak temas açılarını ölçebilir ve bu verileri analiz edebilir. Öğrencilerden farklı malzemelerin hidrofilik, hidrofobik veya süperhidrofobik özelliklerine göre sınıflandırıldığı bir rapor hazırlayarak sunmaları istenebilir.

*Öğrencilere süperhidrofobik malzemelerin tasarımında doğadaki hangi varlıklardan ilham alındığını araştırmaları için bir görev verilebilir. Öğrenciler, doğadaki örnekleri inceleyerek süperhidrofobik malzemelerin tasarımında kullanılan biyomimikri yöntemleri belirleyebilir. Öğrencilerden süperhidrofobik malzemelerin biyomimikri kaynakları ve tasarım ilkeleri hakkında bir rapor hazırlamaları istenebilir.

*Öğrenciler, Newton tipi olan ve olmayan akışkanların viskozite özelliklerini belirlemek için laboratuvar deneyleri yapabilir. Bu akışkanların viskozitesini etkileyen faktörleri açıklayan teorik hesaplamalar yapmaları da öğrencilerden istenebilir. Öğrenciler, yaptıkları deneylerden elde ettikleri verileri analiz ederek Newton tipi olan ve olmayan akışkanların viskozite davranışları arasındaki farkları belirleyebilir. Ayrıca bu farkların pratik uygulamalara nasıl yansıdığını, endüstriyel ve biyomedikal uygulamalardaki yenilikçi çözümlerini ve avantajlarını değerlendirebilir. Öğrenciler elde ettikleri bulguları raporlayabilir ve sunabilir.

Öğrencilere hidrojellerin fiziksel ve kimyasal davranışlarını ayrıntılı bir şekilde incelemeleri için bir araştırma projesi verilebilir. Bu proje kapsamında öğrencilerden hidrojellerin yüzey gerilimleri, viskoelastik özellikleri ve hidrofilik davranışları üzerinde etkili olan güçlü ve zayıf kimyasal etkileşimlerini araştırmaları istenebilir. Öğrenciler; hidrojellerin moleküler düzeydeki yapılarını, suyla etkileşimlerini ve bu etkileşimlerin hidrojellerin fiziksel özellikleri üzerindeki etkilerini analiz edebilir. Proje sürecinde öğrencilere deneyler yaptırılarak hidrojellerin özelliklerini karakterize etme fırsatı sunulabilir. Ayrıca öğrenciler hidrojellerin biyomedikal uygulamalarını, ilaç taşıma sistemlerini veya dokusal mühendislik gibi pratik alanlardaki potansiyel kullanım alanlarını da inceleyebilir. Öğrencilerden araştırma projesi sonucunda elde ettikleri verileri analiz ederek hidrojellerin fiziksel ve kimyasal özellikleri ile etkileşimlerini detaylı bir şekilde açıklayan bir araştırma raporu sunmaları istenebilir. Elmas ve grafit gibi aynı birim taneciğe sahip olan ancak farklı kimyasal özellikler sergileyen katıların özelliklerini anlamaları için öğrencilerin uzmanlarla görüşmeleri sağlanabilir. Bu görüşmeler, öğrencilerin malzeme bilimi ve kimya alanında derinlemesine bilgiye sahip olmalarına katkı sağlayabilir. Ayrıca öğrenciler, farklı kimyasal özelliklere sahip bu katıların farklı endüstriyel ve bilimsel alanlarda nasıl kullanılabileceği konusunda düşünmeleri için teşvik edilebilir.

Öğrenciler, etkileşimlerin katı ve sıvı maddelere kazandırdığı özellikleri belirlerken farklı beceriler kullanabilir. Bu becerilerin sadeleştirilmesi için düşük seviyedeki beceri göstergeleri kullanılabilir. Örneğin öğrenci, bilimsel gözlem yapıyorsa birden fazla gözlem aracı kullanmak yerine tek bir gözlem aracı kullanarak gözlemini gerçekleştirebilir. Buna alternatif olarak öğrencinin kendisinin tasarladığı bir ortamı gözlemlemesi yerine öğretmenin tasarladığı bir ortamı gözlemlemesi sağlanabilir. Hipotez oluşturma ve bilimsel sorgulama becerilerini işe koşmak amacıyla verilen araştırma sorularının öğrenciler tarafından belirlenmesi yerine problem durumları ya da sorular öğretmen rehberliğinde verilebilir. Sıvıların buhar basıncı, viskozitesi ve yüzey gerilimine ilişkin deneylerin tasarımı öğrencilerin önerileri alındıktan sonra öğretmen tarafından gerçekleştirilebilir. İçerik bağlamında da sadeleştirmeler yapılabilir.

SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık, SDB3.2. Esneklik, SDB3.3. Sorumlu Karar Verme

D3. Çalışkanlık, D5. Duyarlılık, D8. Mahremiyet, D9. Merhamet, D10. Mütevazılık, D13. Sağlıklı Yaşam, D14. Saygı, D16. Sorumluluk, D18. Temizlik, D19. Vatanseverlik

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB2. Dijital Okuryazarlık, OB4. Görsel Okuryazarlık, OB5. Kültür Okuryazarlığı, OB6. Vatandaşlık Okuryazarlığı, OB8. Sürdürülebilirlik Okuryazarlığı

Öğrenciler, ilkokul üçüncü sınıftan itibaren sürdürülebilirlik teması ile tanışmaktadır. Öğrencilerin bu tema altında çeşitli beceriler ile birlikte ele alınan geri dönüşüm, tasarruf, su ayak izi, karbon ayak izi kavramlarını; çeşitlilik temasından da metallerin özelliklerini bildiği kabul edilmektedir.

Çevre kirliliği, evsel atıklar ve geri dönüşüm arasında ilişki kurularak öğrencilerin evsel atıkların ekosisteme etkileri ve sürdürülebilirlikle ilgili düşüncelerini sorgulamaları sağlanabilir.

Günümüzde nanoteknoloji alanında çok yoğun çalışmalar yapıldığı, nanoparçacıkların fiziksel ve kimyasal yöntemlerle elde edilebildiği bilgisi verilir. Nanoteknolojinin ve nanoparçacıkların gerekliliğini, avantaj ve dezavantajlarının (tıp, tarım, medikal ürünler, ilaç taşıma sistemleri, kozmetik, atık su arıtma vb. alanlarla ilgili) çok yönlü etkilerini gösteren çeşitli materyaller kullanılarak konuya dikkat çekilir. Böylece öğrencilerin ülke ekonomisine katkıda bulunmak için yeterliklerini geliştirmeleri ile ilgili farkındalık oluşturulur. Ülkesinin kalkınmasını ve gelişmesini desteklemesinin önemini ve ülke varlıklarını sürdürülebilir bir
şekilde kullanmanın gerekliliğini fark etmesine yardımcı olunur.

KİM.9.3.1
Sürdürülebilir kalkınma ve ekolojik sürdürülebilirlik hakkında bilgi verilir. Nanoteknoloji ve nano boyut tanımlanarak nanoparçacıkların kullanım alanlarına örnekler verilir. Nanoparçacıkların çözelti ortamında sentezi için fiziksel ve kimyasal birçok klasik yöntemin eskiden beri uygulanmakta olduğu belirtilir. Günümüzde daha ekonomik, çevre dostu, toksik etkisi olmayan biyolojik yöntemlerin yer aldığı “yeşil kimya ve nanoteknoloji”nin ön plana çıktığı vurgusu yapılır. Bu sayede sürdürülebilirlik bağlantısı kurulur. Öğretmen, gerekli kimyasal maddeleri (gümüş nitrat, sodyum sitrat, bakır sülfat ve askorbik asit) kullanarak gümüş ve bakır nanoparçacık eldesine ilişkin gösteri deneyi yapar. Ardından nanoparçacıkların evsel atıklar kullanılarak da elde edilebileceğine dikkat çekilerek öğrencilerin doğayı korumaları ve çevresel sürdürülebilirliğin sağlanabilmesi için atık yönetimini önemsemeleri beklenir. Böylelikle öğrencilerin çevreye duyarlı ve merhametli olmaları desteklenir (D5.2,D9.3). Öğrencilerden çeşitli evsel atıklar arasından en az üç farklı atık seçmeleri, gümüş veya bakır çözeltileri kullanarak bu atıklardan metal nanoparçacık elde etmeleri istenir. Öğrencilerin gümüş veya bakır nanoparçacık eldesi için grup çalışması ile deney yapmaları sağlanır (KB2.2). Deney sırasında öğrenciden planlı olması ve grupla uyumlu çalışması beklenir (OB8,D3.2,D10.3). Öğrenciler, yaptıkları deneyin sonuçlarını gösteri deneyinin sonuçlarıyla karşılaştırarak elde ettikleri ürünün nanoparçacık olup olmadığına karar verir. Elde ettikleri verileri bulut teknolojileri gibi çevrim içi ortamlarda kişisel bilgilerin gizliliğine dikkat ederek sınıf arkadaşları ile paylaşmaları için yönlendirilir (SDB2.2,OB2,D8.2). Öğrenciler paylaşılan tüm deneysel verileri grup arkadaşlarıyla inceleyerek analiz eder, grup çalışması sırasında saygı kurallarına dikkat edilmesi gerektiği hatırlatılır (SDB2.1,D14.1). Bu analizlerde öğrencilerden hangi evsel atıktan ne kadar metal nanoparçacık elde edilebildiğine, ne kadar evsel atığın geri dönüştürülebildiğine ve ne kadar atığın önlenebileceğine ilişkin değerlendirmeler yapmaları istenir (E3.10,OB1,OB6). Bu bağlamda öğrenciler yeşil kimyanın atık önleme ilkesiyle tanıştırılır. Ayrıca sürdürülebilir kalkınma amaçları çerçevesinde sorumlu üretim ve tüketim (12. hedef) ile ilgili sürdürülebilirlik bilincinin geliştirilmesi hedeflenir ve ülke kaynaklarını sürdürülebilir bir şekilde kullanmanın gerekliliğini öğrencilerin fark etmeleri sağlanır (SDB2.3,SDB3.3,D18.3,D19.4,OB1,OB6,OB8). Öğrencilerden deney sürecindeki planlama, uygulama ve sonuç çıkarma aşamalarında kendilerini değerlendirmeleri istenebilir (SDB1.2). Bu süreçte öğrenciler,  çevresel sürdürülebilirliği sağlamak için atık yönetimi ve doğayı korumanın önemini kavrayabilir. Böylece doğaya karşı duyarlı ve merhametli olmaları amaçlanır (D5.2,D9.3,OB6,OB8). Ayrıca öğrenciler, çevre temizliğine ve sürdürülebilirliğe dikkat etmeye teşvik edilebilir (D18.3).

KİM.9.3.2
Metal, alaşım ve metal nanoparçacıklarından üretilen malzemelerin kullanımındaki artış üzerine dikkat çekilir. Metal, alaşım ve metal parçacıkların canlılar üzerindeki etkileri ve doğadaki birikim süreçlerine ilişkin örnek olay verilir ve kanıt kartları öğrencilere dağıtılır (OB4). Öğrencilerden örnek olayı ve kanıt kartlarını incelemeleri; metal, alaşım ve metal nanoparçacıkların ekosistemde neden olduğu problemleri belirlemeleri istenir (OB8). Öğrencilerden su veya toprakta kimyasal madde birikiminin etkilerini kanıt kartlarındaki sözel ve görsel bilgileri kullanarak sağlıklı yaşam açısından özetlemeleri istenir (D13.4). Küçük gruplara ayrılan öğrencilerden problemi özetlemeleri ve bilimsel raporlardan elde ettikleri verilere dayalı olarak problemin çözümüne yönelik tahminlerde bulunmaları istenir (SDB2.2,OB8). Öğrencilerin grup çalışmasına aktif katılarak çalışkanlık değeri kazanmaları desteklenir (D3.4). Gruplardan seçtikleri problemin çözümüne yönelik önermeler sunmaları ve önermelerini sunulan diğer önermeler ile belirledikleri ölçütler temelinde karşılaştırmaları istenir. Problemlerin çözümü için önermelerde bulunan grupların ağır metal ve metal nanoparçacıkların kimyasal ayak izini azaltacak etmenler üzerinde çözüm önerilerini değerlendirmeleri sağlanır (KB2.10,E3.10). Öğrencilerin küçük grup çalışmalarına katkıları akran değerlendirme formu ile değerlendirilebilir. Bu süreçte sürdürülebilir kalkınmanın sudaki yaşam hedefine (14. hedef) yönelik uygulama yaparken öğrencilerin kimyasal ayak izini azaltmak için bireysel olarak neler yapabileceklerini de fark etmeleri sağlanır (OB5). Yapılan etkinlik ile öğrencilerin doğayı ve canlıları korumalarına, gelecek nesillere temiz bir çevre bırakmak için çaba göstermelerine, ekosistemi korumak için etkili atık yönetiminin önemini bilmelerine, davranışlarının çevre temizliği üzerindeki etkilerini değerlendirebilmelerine yardımcı olunarak çevreye saygı, çevresel temizliğe ve sürdürülebilirliğe önem verme değerleri vurgulanır (SDB2.2,SDB3.3,D14.3,D18.3,OB6,OB8). Bu etkinlik ile öğrenciler aynı zamanda metal, alaşım ve metal nanoparçacıkların sürdürülebilir kalkınmanın karasal yaşam hedefine (15. hedef) yönelik değerlendirmede bulunur. Öğrencilerin değerlendirmelerini toprak verimliliği ve tarımda sürdürülebilirlik ile ilişkilendirmeleri sağlanır. Türkiye’de sürdürülebilir tarımın tarihsel gelişimi kapsamında Atatürk Orman Çiftliği hakkında bilgi verilir. Öğrencilere sürdürülebilir tarım uygulamalarına yönelik araştırma ödevi verilebilir. Öğrencilerden yakın çevrelerinde bulunan bir ekosistemde metal, alaşım ve metal nanoparçacıkların sebep olduğu problemler üzerine bir performans görevi gerçekleştirmeleri istenebilir. Bu şekilde öğrencilerin görev bilincine sahip olmaları ve sorumluluk değeri kazanmaları desteklenebilir (D16.3). Aynı zamanda öğrencilere sanayi ve teknoloji alanındaki değişimler sonucunda oluşan çevresel koşullardaki problemleri anlamaları, bunların insan hayatına ve doğaya etkilerini fark etmeleri gibi durumlar ile ilgili çözüm önerileri geliştirmelerine yönelik performans görevi verilebilir (E3.11,SDB3.2,OB2).

Öğrencilerden yeşil sentez yöntemleri ile metal nanoparçacıklar üretmeleri istenebilir. Bu amaçla öğrencilere bitkisel özler (çay, nane, zeytin yaprağı vb.) ve mikroorganizmalar (bakteriler, mantarlar vb.) üzerine kapsamlı bir kaynak taraması yaptırılabilir. Öğrencilerden metal nanoparçacıkların (gümüş, altın, bakır vb.) sentezinde kullanılacak bitkisel ve mikrobiyal kaynakları belirleyerek metal nanoparçacıkların sentezini gerçekleştirmeleri istenebilir. Ayrıca derişim, pH ve tepkime süreleri gibi faktörlerin nanoparçacıkların boyutu, şekli ve dağılımı üzerindeki etkilerinin araştırılması sağlanabilir. Öğrenciler, yeşil sentez yöntemiyle metal nanoparçacıkların üretiminin çevresel etki analizini yapabilir; enerji tüketimini, atık üretimini ve karbon ayak izini geleneksel yöntemlerle karşılaştırabilir. Elde edilen nanoparçacıkların potansiyel uygulama alanlarını (tıp, elektronik, çevre temizliği vb.) inceleyebilir.

Öğrenciler, tarım alanlarında kullanılan metal nanoparçacıkların toprak sağlığına ve bitki büyümesine olan etkilerini araştırabilir. Bu amaçla laboratuvar koşullarında ve seralarda nanoparçacıkların bitkiler üzerindeki etkilerini inceleyebilir. Toprak örneklerinde ve bitki dokularında nanoparçacık analizleri yapabilir. Gerçek tarım alanlarında uzun vadeli nanoparçacık uygulamalarının etkilerini gözlemleyebilir. Çeşitli bitki türleri ve toprak tipleri üzerinde kapsamlı çalışmalar yapabilir. Nanoparçacıkların çevresel davranışını ve bitki-toprak etkileşimlerini modelleyebilir. Öğrenciler, bu gibi verileri kullanarak toprak sağlığını korumada ve gıda üretiminde sürdürülebilirlik stratejileri geliştirebilir; gıda güvenliği ve insan sağlığı üzerindeki potansiyel riskleri belirleyebilir ve bu riskleri yönetebilir.

*Öğrenciler, evsel atıklar yerine sanayi atıklarından metal nanoparçacıkların geri kazanımı üzerine projeler geliştirmek için teşvik edilebilir. Kullanılmış elektronik cihazlar, araba parçaları gibi belirli atık türlerinden nanoparçacık geri kazanımı üzerine odaklanılması sağlanabilir. Öğrencilere mevcut sanayi uygulamaları ve nanoparçacıkların ekolojik etkileri inceletilebilir. Günlük hayattan örnekler kullanılarak endüstriyel süreçlerin çevresel etkilerini azaltmak için yenilikçi çözümler geliştirilmesi sağlanabilir. Öğrencilerden sanayi atıklarından metal ve alaşımların üretimi ve kullanımının çevresel etkilerini analiz etmeleri
istenebilir. Böylece öğrencilerin bu malzemelerin ekolojik ayak izini azaltacak şekilde kullanılmasına ilişkin yöntemler geliştirmesi sağlanabilir. Ekoloji, kimya bilimi, malzeme bilimi ve mühendislik gibi farklı disiplinlere ait bilgilerin birleştirilmesi yolu ile kapsamlı ve etkili çözümler üretilmesi sağlanabilir. Bu süreçlerle eleştirel düşünme ve problem çözme becerileri geliştirilebilir.

Öğrencilere evsel atıklardan metal nanoparçacıkların elde edilmesine ilişkin deney videoları izletilebilir. Evsel atıklardan elde edilen metal nanoparçacık miktarına ilişkin hazır veri seti kullanılarak evsel atıkların ne kadarının geri dönüştürülebildiğine yönelik çıkarım yapılması sağlanabilir.