JUOMAKELPOINEN VESI. Itä-Suomen yliopisto. Ilmiölähtöisyys luonnontieteiden ja matematiikan aineenopettajakoulutuksessa - projektioppimiskokonaisuus

Transkriptio

1 Ilmiölähtöisyys lunnntieteiden ja matematiikan aineenpettajakulutuksessa - prjektippimiskknaisuus JUOMAKELPOINEN Tekijät: Anette Tanninen, Janette Hellberg, Karri Oivanen, Saara Partanen ja Salla Piirnen VESI Itä-Sumen ylipist

2 Sisällysluettel Jhdant... 1 Miten ilmiötä tarkastellaan eri ppiaineiden näkökulmista?... 2 Mihin prjektimme tähtää OPS:in kannalta ja mitkä tavitteet näkyvät prjektissamme?... 3 Aikataulu... 5 Kemian suus... 6 Maantiedn suus... 7 Matematiikan suus

3 Jhdant Miten ilmiötä tarkastellaan eri ppiaineiden näkökulmista? Ilmiönä siis jumakelpinen vesi. Ilmiötä tarkastellaan kemian, maantiedn ja matematiikan näkökulmista. Ilmiötä lähdetään tarkastelemaan phdintjen ja kkeellisten töiden kautta. Ilmiöstä pyritään saamaan hyvin kattava kuva eri näkökulmista phtien ryhmissä sekä itsenäisesti. Kemiassa perehdytään siihen, mitä era n jumakelpisella vedellä sekä puhtaalla vedellä. Tehdään kkeellinen työ, jssa puhdistetaan esim. järvivettä/sulanutta lunta. Phditaan vesipuhdistamvierailun yhteydessä, että mitä erja ja yhtäläisyyksiä n kulussa tehdyssä puhdistuksen vaiheissa verrattuna vedenpuhdistamn. Maantiedn tunneilla tutustutaan lunnssa tapahtuvaan veden puhdistumiseen maakerrsten avulla. Tutustutaan myös käsitteeseen phjavesi ja tehdään kkeellinen työ eri maalajien sudatuskyvyistä. Lpuksi matematiikan tunneilla phditaan jumakelpisen veden käyttötarkituksia ja sitä miten maa vedenkulutusta visi seurata ja vähentää. Phditaan myös sitä, että vik jumakelpinen vesi jpa lppua maailmasta. Lpuksi ktaan kaikki tämä yhteen ja testataan mia tietja/taitja Kaht!-pelin välityksellä. Kk prjektin ajan ppilailla n käytössä jkin sähköinen alusta (esim. OneNte), jnne he tekevät kaikki tehtävät ja mahdlliset muistiinpant. Tällä tavin harjitellaan teknlgian käyttöä ja käytetään sen tarjamia mahdllisuuksia hyödyksi, esimerkiksi mien vedenkulutus tttumusten analysinnissa. Mihin prjektimme tähtää OPS:in kannalta ja mitkä tavitteet näkyvät prjektissamme? Matematiikka OPS:in mukaan matematiikan petuksen tulisi hjata ppilaita ymmärtämään matematiikan hyödyllisyyden massa elämässään ja laajemmin yhteiskunnassa sekä kehittää ppilaiden kykyä käyttää ja sveltaa matem atiikkaa mnipulisesti. T1 vahvistaa ppilaan mtivaatita, myönteistä minäkuvaa ja itseluttamusta matematiikan ppijana 2

4 T7 rhkaista ppilasta sveltamaan matematiikkaa muissakin ppiaineissa ja ympäröivässä yhteiskunna ssa T8 hjata ppilasta kehittämään tiednhallintaja analysintitaitjaan sekä pastaa tiedn kriittiseen tarkasteluun T9 pastaa ppilasta sveltamaan tietja viestintäteknlgiaa matematiikan piskelussa sekä ngelmien ratkaisemisessa Sisällöllisistä tavitteista Syvennetään ppilaiden taitja kerätä, jäsentää ja analysida tieta. Tulkitaan ja tutetaan erilaisia diagrammeja Harjitellaan matemaattisen tekstin tulkitsemista ja tuttamista Svelletaan itse tehtyjä tai valmiita tietknehjelmia sana matematiikan piskelua Kemia OPS:in mukaan kemian petuksen lähtökhtana n elinympäristöön liittyvien aineiden ja ilmiöiden havainninti ja tutkiminen. Tutkimusten tekemisellä n leellinen merkitys käsitteiden sisäistämisessä, tutkimisen taitjen ppimisessa ja lunnntieteiden lunteen hahmttamisessa. Tutkimusten tekeminen kehittää työskentelyn ja yhteistyön taitja, luvaa ja kriittistä ajattelua sekä innstaa ppilaita kemian piskeluun. T1 kannustaa ja innstaa ppilasta kemian piskeluun T3 hjata ppilasta ymmärtämään kemian saamisen merkitystä massa elämässä, elinympäristössä ja yhteiskunnassa T4 hjata ppilasta käyttämään kemian saamistaan kestävän tulevaisuuden rakentamisessa sekä arvi imaan mia valintjaan lunnnvarjen kestävän käytön ja tutteen elinkaaren kannalta T6 hjata ppilasta tteuttamaan kkeellisia tutkimuksia yhteistyössä muiden kanssa sekä työskentele mään turvallisesti ja jhdnmukaisesti T9 hjata ppilasta käyttämään tietja viestintäteknlgiaa tiedn ja tutkimustulsten hankkimiseen, käsittelemiseen ja esittämiseen sekä t ukea ppilaan ppimista havainnllistavien simulaatiiden avulla T10 hjata ppilasta käyttämään kemian käsitteitä täsmällisesti sekä jäsentämään mia käsiterakenteit aan khti lunnntieteellisten teriiden mukaisia käsityksiä 3

5 T15 hjata ppilasta sveltamaan kemian tietjaan ja taitjaan mnialaisissa ppimiskknaisuuksissa sekä tarjta mahdllisuuksia tutustua kemian sveltamiseen erilaisissa tilanteissa kuten lunnssa, elinkeinelämässä, järjestöissä tai tiedeyhteisöissä Sisällöllisistä tavitteista Turvallisen työskentelyn periaatteet ja perustyötaidt luvat phjan kkeelliselle työskentelylle Erilaisissa tutkimuksissa paintetaan tarkituksenmukaisesti tutkimusprsessin eri vaiheita kuten ngelman tai ilmiön phtimista, suunnittelua, kejärjestelyn tteuttamista, havainnintia, tulsten kntia ja käsittelyä sekä tulsten arviintia ja esittämistä. Tutustutaan tiet- ja viestintäteknlgian hyödyntämiseen tutkimusten eri vaiheissa. Sisältöjä valitaan siten, että ne liittyvät maan elämään ja elinympäristöön. Pääpain n kestävässä lu nnnvarjen käytössä, ja tutteiden elinkaariajattelu n yhtenä tarkastelutapana. Maantiet OPS:in mukaan maantiet n mnitieteinen ja eri tiednalja integriva ppiaine, jssa tutkitaan maapalla ja sen alueita, lunta, ihmisen timintaa sekä erilaisia kulttuureita. Maantiedn petuksessa tetaan humin lunnntieteiden, ihmistieteiden ja yhteiskuntatieteiden näkökulmat. Maantiedn petuksessa käsitellään lunnn ja ihmisen timinnan vurvaikutusta ja sen yhteyttä ympäristön tilaan sekä ludaan perustaa ymmärtää erilaisia alueellisia näkökulmia ja ristiriitja maapalllla. Maantiedn petuksessa tetaan humin ppilaiden ma elämismaailma. Opetus tarjaa timinnallisia kkemuksia erilaisissa ppimisympäristöissä, jissa ppilaat tekevät havaintja ja tutkimuksia. Opiskelussa hyödynnetään mnipulisesti tiet- ja viestintäteknlgiaa T4 kannustaa ppilasta phtimaan ihmisen timinnan ja lunnnympäristön välistä vurvaikutusta se kä ymmärtämään lunnnvarjen kestävän käytön merkitys T12 tukea ppilasta kasvamaan aktiiviseksi, vastuullisesti timivaksi ja kestävään elämäntapaan situtu neeksi kansalaiseksi Sisällöllisistä tavitteista Keskitytään lunnnvarjen kestävään käyttöön Phditaan mia kulutusvalintja ja timintaa vastuullisena kansalaisena 4

6 Aikataulu Phjustustunti (45 min) Oppilaat miettivät ryhmissä vastauksia nin viiteen kysymykseen mahdllisimman mnesta näkökulmasta. Oppilaat vivat etsiä vastauksia internetistä sekä ppikirjista. Oppilaille annetaan aikaa 30 min. Esimerkkikysymyksiä: Mihin vettä tarvitaan? Missä vettä n? Mitä n jumakelpinen vesi ja mihin sitä tarvitaan? Miten puhdas vesi eraa jumakelpisesta vedestä? Vik jumakelpinen vesi lppua? Mihin kaikkeen itse käytät vettä? Tunnin lpussa käytetään 15 min kysymyksien käsittelyyn ja keskusteluun. Kemian tunti (2 x 45min) Ensimmäinen tunti: Veden puhdistaminen ppilastyönä Mitä tarkittaa puhdas vesi kemian näkökulmasta? Tinen tunti: Vierailu vedenpuhdistamlla (Miten vedenpuhdistam eraa ppilastyön "vedenpuhdistamsta") Maantiedn tunti (45 min) Kkaa kemian suuden ja linkittää vedenpuhdistamn ihmisten kntrllimat prsessit lunnllisiin prsesseihin Mitä n phjavesi? Maalajien sudatuskyky ppilastyönä Matematiikan tunti (2 x 45 min) Ensimmäinen tunti: Aiheen alitus Tehdään suunnitelma ppilaan man vedenkulutuksen seurannasta 5

7 Oppilaat tteuttavat seuraavan viikn ajan tekemäänsä suunnitelmaa ja seuraavat maa vedenkulutustaan Tinen tunti (nin viikn päästä suunnitelmien testa): Verrataan ja analysidaan ppilaiden saamia tulksia Yhteenvet kk prjektista mm. Kaht-pelin avulla Kemian suus Tavitteet: Oppilas ymmärtää, ettei puhdas vesi jka yhteydessä tarkita samaa asiaa. Oppilas saa knkreettisen esimerkin siitä, miten vettä vi käytännössä puhdistaa. Tteutus: Tunnin alussa kerrataan puhtaan aineen määritelmä puhtaissa aineissa n vain keskenään samanlaisia rakennesasia Käydään veden puhdistamisen teriaa käytännön ppilastyön hessa käyttäen materiaalina esimerkiksi ppikirjaa. Puhdas vesi ja jumakelpinen vesi vat arkikielessä synnyymeja, mutta kemian näkökulmasta tarkitt avat eri asiaa Kemian näkökulmasta puhdas vesi n jumakelvtnta. Puhtaasta vedestä n pistettu sulat ja mineraalit, jten imeydyttyään suliststa verenkiertn se laimentaa haitallisesti näiden aineiden pitisuuksia veressä. Elimistö pyrkii krjaamaan tilannetta pikaisesti sekä pumppaamalla sluista sulja ja mineraaleja vereen, että imemällä vettä verenkierrsta kudksiin. Nämä äkilliset muutkset haittaavat useimpia keskeisiä elintimintja mm. verenkierta ja hermstn timintaa Oppitunti painttuu kkeellisen työn, veden puhdistamisen, tteuttamiseen (erilliset työhjeet) Resurssien salliessa vidaan järjestää vierailu vedenpuhdistamlla. Oppilaiden tehtävänä n seurata vedenpuhdistamn timintaa ja verrata veden puhdistamisen prsesseja itse tehdyn ppilastyön työvaiheisiin. Mitä yhtäläisyyksiä ja eravaisuuksia ppilaat pystyvät havaitsemaan? 6

8 Maantiedn suus Tavitteet: Oppilas ymmärtää phjaveden mudstumisprsessin ja sen merkityksen jumakelpisen veden saannissa. Tteutus: Tunnin alkuun lyhyt yhteenvet kemian suudesta. Kemiallinen vedenpuhdistus painttuu ihmise n jhtamaan prsessiin. Phjaveden mudstuminen n lunnllinen prsessi, jka kytkeytyy tiiviisti veden kiertkulkuun. Oppitunti n kuitenkin pääasiassa tutkimuksellinen. Phjaveden mudstumista ilmiönä tarkastellaan tutkimalla maalajien minaisuuksia. Tähän työhön tulisi varata aikaa nin 30 minuuttia. Oppilaat jaetaan nin 3-4 hengen ryhmiin. Js kululla ei le kuin yksi maalajiseula niin se suus tehdään yhteisesti kaikkien kanssa. Muut työvaiheet tteutetaan ryhmissä. Työhje sisältää lpuksi neljä tehtävää, jihin ppilaiden n tarkitus vastata itsenäisesti. Tehtävien tekeminen ja tarkastukseen tulisi varata aikaa nin 15 minuuttia tai niin paljn kuin aikaa jää jäljelle. Matematiikan suus Tavitteet: Taulukinti ja sen suunnittelu, viikn kestävän tutkimuksen tekeminen, man vedenkulutuksen havainniminen ja sen phtiminen, vedenkulutukseen liittyvää ja tilastllista laskentaa Tteutus: Matematiikan suus kstuu valmistelu tunnista, viikn kestävästä itsenäisestä työskentelystä ja tulsten t arkastelu tunnista. Valmistelu tunti: Prjektin suunnitteluun tulee varata nin 30 minuuttia aikaa esimerkiksi (ensimmäisen) matematiikan tunnin lpusta. Tarkituksena n, että ppilaat itse suunnittelevat kuinka seuraavat ja taulukivat maa veden kulutustaan. Opettajan kannattaa tarkistaa ppilaiden suunnitelmat, että ne lisivat järkeviä. Kulutustavista lisi hyvä löytyä ainakin peseytyminen, wc, pyykit, tiski ja mahdllisesti 7

9 juminen/syöminen. Oppilas vi selvittää kulutus keskiarvja internetistä, pesukneiden käyttöppaista tai laskemalla esimerkiksi suihkun virtausnpeuden itse. Oppilaille vi antaa virtausnpeuden laskemiseen seuraavan tapaisen vinkin: Kuinka laskea hanan virtausnpeus: Välineet: sekuntikell, sank, vaaka 1. Punnitse sangn pain tyhjänä 2. Valuta vettä hanasta sankn 10 sekunnin ajan 3. Punnitse sank 4. Laske paljnk vettä kuluisi minuutin aikana. 1 litra vettä painaa nin 1 kg. Itsenäisen työskentelyn tulksena vi syntyä vaikkapa seuraavanlainen taulukk Tulsten tarkastelu tunti: Oppilaat tekevät täydennyksiä taulukkn ja phtivat veden kulutukseen liittyviä kysymyksiä annettujen työhjeiden mukaisesti. Käydään läpi vedenkulutusseurantatehtävä. Vertaillaan tehtävän tulksia kk lukan kanssa. Ktaan tulkset esimerkiksi yhteiseen taulukkn. Pelataan kk lukan kanssa kaht peliä, jnka avulla kerrataan kk prjektin pääasiat. kaht 8

10 Kaht pelin jälkeen käydään yhdessä läpi kk prjekti. Palataan alussa esitettyihin kysymyksiin ja täydennetään niitä pitun perusteella. Ovatk käsitykset aiheesta muuttuneet? Hyödyllisiä vinkkejä ja linkkejä Veden hinta: Veden käyttö pas, sisältää mm. kulutuskeskiarvja ja säästämisvinkkejä: pdf 9