Janoiset sankarit. Profiles-opiskelumateriaalia - Yleiskuvaus. Luonnontieteet Kemia luokka. Opiskelukokonaisuuden sisältö

Transkriptio

1 Profiles-opiskelumateriaalia - Yleiskuvaus Janoiset sankarit Luonnontieteet Kemia luokka Kehittäjät: Jatta Heikkinen, Anne Toivanen, Minna-Maarit Malinen, Kari Sormunen ja (2012) Soveltavan kasvatustieteen ja opettajankoulutuksen osasto, Itä-Suomen Yliopisto Suomi Opiskelukokonaisuuden sisältö Oppilaiden tehtävänä on selvittää, miten autiolla saarella saadaan puhdistettua juomakelpoista vettä. Saarta ympäröi meri. Saarella on lampi ja kaivo, joissa kuitenkin ilmenee ongelmia veden laadun suhteen. Opiskelukokonaisuus ohjaa oppilaita pohtimaan erilaisia kemiallisia erotusmenetelmiä. Kokonaisuutta voidaan käyttää ongelman-ratkaisutilanteena, jossa oppilaat keksivät ja löytävät erotusmenetelmiä. Näin ollen kokonaisuutta käytetään uuden asian oppimisessa, mutta tätä voidaan toki käyttää myös aikaisemmin opitun soveltamiseen. Oppilaiden tulee ryhmänä keksiä ja kokeilla ratkaisu vesipulmaan. Oppilaiden käytettävissä ovat luokassa olevat välineet ja kirjallisuus sekä mahdollisuuksien mukaan Internet. Tutkimusraportin lisäksi oppilaat esittävät ratkaisunsa myös kokeellisesti mallintaen. Opiskelukokonaisuuden yleiskuvauksessa, opettajan oppaassa, oppilaan ohjeessa ja liitteissä olevia kuvia voi käyttää opetuskäytössä. Kuvat ovat flickr-kuvapalvelusta, taivasalla Project funded within the EC FP7 Programme: SiS Grant Agreement No.: Supporting and coordinating actions on innovative methods in science education: teacher training on inquiry based teaching methods on a large scale in Europe 1/8

2 Oppiaine: Fysiikka (mahdollinen integrointi äidinkieleen ja kirjallisuuteen) Luokka-aste: luokka Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteet (2004, 7.9): Oppilas oppii: tekemään havaintoja ja mittauksia, etsimään tietoa tutkittavasta kohteesta sekä pohtimaan tiedon luotettavuutta. tekemään johtopäätöksiä havainnoistaan ja mittauksistaan. tekemään yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita, joissa selvitetään aineiden ominaisuuksia sekä niiden välisiä riippuvuuksia. käyttämään luonnontieteellisen tiedon kuvailemisessa, vertailemisessa ja luokittelussa kemian alaan kuuluvia käsitteitä. Keskeisiä sisältöjä: veden ominaisuudet ja sen merkitys liuottimena, luonnonvesien tutkiminen sekä veden puhdistaminen maaperästä saatavien aineiden luokittelu sekä aineiden erotusmenetelmiä Työskentelytavat: Ryhmätyöskentelyä, ongelmanratkaisua ja tutkimista. Ehdotus ajankäyttöön: 3 oppituntia kestoltaan 45 minuuttia. Työskentelyn tavoitteet: Oppilaan tulisi käyttää kemiallisia erotusmenetelmiä, osallistua ryhmätyöskentelyyn ja soveltaa aikaisemmin opittua tietoa ongelmanratkaisussa. Liitteet 1. Oppilaan ohje Sisältää tarkemmat tiedot oppilaiden suorittamista tehtävistä. 2. Opettajan ohje Ohjeita tehtävänasetteluun. 3. Kuvat Skenaarion ohessa näytettävät kuvat. 2/8

3 Profiles-opiskelumateriaalia - Opettajan opas Janoiset sankarit Luonnontieteet Kemia luokka Kehittäjät: Jatta Heikkinen, Anne Toivanen, Minna-Maarit Malinen, Kari Sormunen ja (2012) Soveltavan kasvatustieteen ja opettajankoulutuksen osasto, Itä-Suomen Yliopisto Suomi Opiskelukokonaisuuden sisältö Oppilaiden tehtävänä on selvittää, miten saadaan puhdistettua juomakelpoista vettä autiolla saarella. Saarta ympäröi meri. Saarella on lampi ja kaivo, joissa kuitenkin ilmenee ongelmia veden laadun suhteen. Opiskelukokonaisuus ohjaa oppilaita pohtimaan erilaisia kemiallisia erotusmenetelmiä. Kokonaisuutta voidaan käyttää ongelmanratkaisutilanteena, jossa oppilaat keksivät ja löytävät erotusmenetelmiä. Näin ollen kokonaisuutta käytetään uuden asian oppimisessa, mutta tätä voidaan toki käyttää myös aikaisemmin opitun soveltamiseen. Oppilaiden tulee ryhmänä keksiä ja kokeilla ratkaisu vesipulmaan. Oppilaiden käytettävissä ovat luokassa olevat välineet ja kirjallisuus sekä mahdollisuuksien mukaan Internet. Tutkimusraportin lisäksi oppilaat esittävät ratkaisunsa myös kokeellisesti mallintaen. 3/8

4 Skenaario JANOISET SANKARIT Kesälomanne on juuri alkanut. Perheenne on lähtenyt kesälomaretkelle ja viisikkonne jäi kotiin. Kukaan teistä ei ole saanut kesätöitä ja haluaisitte tienata rahaa, koska haluatte päästä retkelle juuri avattuun huvipuistoon naapurikaupungissa. Iltapäivällä surffaatte netissä ja kuin kohtalon oikusta huomaatte ilmoituksen: Tarjotaan kesätyötä majakanvartijana viikonlopuksi. Työ on helppoa ja luonnonläheistä. Palkka 300 euroa. Majakalla on ruokatarvikkeet valmiina ja pihalla oma kaivo. Työ alkaa perjantaiaamuna ja loppuu sunnuntaina. Lähtö saarelle satamasta perjantaina klo 7.00 ja paluu sunnuntaina klo 20. Pikaiset yhteydenotot numeroon Innostutte asiasta ja soitatte numeroon sydän pamppaillen. Vastaaja kuulostaa helpottuneelta eikä kysele turhia. Näin seikkailunne pääsee alkamaan. Perjantaiaamuna saavutte saarelle ja vilkutatte veneen kuljettajalle, joka lupaa tulla takaisin sunnuntaina. Tutkiessanne saarta reitillenne osuu lampi, jonka vesi on sameaa. Löydätte myös vanhan saunan muuripatoineen, kansineen sekä pesuvateineen. Jatkettuanne matkaa löydätte vihdoinkin kaivon ja päätätte keittää heti teetä. Kun saatte sangon ylös, huomaatte, että vesi on haisevaa ja ruskeaa. Mikä nyt neuvoksi? Teidän pitäisi keksiä keino saada juomakelpoista vettä viikonlopuksi. Tutkiessanne majakkaa löydätte mm.: tulitikut, tennismailan, sulkapallon, majakan vartijan villasukat, puukon, kiikarit, siivilän, tyhjiä vesipulloja, puhdasta puuvillakangasta, halkoja, suppilon, haarukoita ja veitsiä, kattilan, valokuvia majakan historiasta, kattilan kannen, tiskiharjan. 4/8

5 Työskentely vaiheittain 1. Virittäytykää aiheeseen lukemalla äidinkielen tunnilla esimerkiksi Enid Blytonin Viisikko-sarjaa. 2. Lue skenaariona oleva kuvitteellinen Viisikko-tarina oppilaille. Näytä samanaikaisesti powerpoint-esityksellä aiheeseen liittyviä kuvia. (Muista eläytyä!) 3. Esitä ongelma: Mitä teette saadaksenne juomakelpoista vettä? 4. Anna ohjeet oppilaille siitä, mitä tietoja ongelmanratkaisussa tulee esittää. Tutkimuskysymys Käytetyt välineet Käytetyt menetelmät Tulokset/ päätelmät perusteluineen Esittämistilannetta helpottaa videointi kokeellisesta toiminnasta 5. Työskentely ohjeet käytännön toteutukseen: Luokassa olevat välineet ja aiemmin opitut menetelmät ovat oppilaiden käytössä. Samoin luokassa oleva kirjallisuus sekä internet. Raportin lisäksi oppilaiden tulee esittää ratkaisunsa myös kokeellisesti mallintaen. Opettajan on varattava etukäteen riittävä määrä mahdollisimman erilaisia välineitä saataville (vrt. skenaariossa mainitut esineet). Jos mahdollista varaa videokamerat 6. Päätöksentekovaihe Oppilaat esittävät oman päätöksensä Luokan yhteinen päätöksenteko (tislaus) 5/8

6 Ratkaisuvihje opettajalle Oppilaiden ideat puhdistusmenetelmistä lähtevät varmaan siivilöimisestä ja suodattamisesta liikkeelle, mutta niillä ei vielä saavuteta juomakelpoista vettä. Keittäminen taas ei välttämättä poista väriä, tuoksua tai makua. Paras menetelmä on oheisessa kuvassa esitetty tislauksen idea, jossa vesihöyryä tiivistyy kannen alapinnalle ja tiivistynyt vesi voidaan valuttaa puhtaaseen astiaan. Opettajan ei pidä kuitenkaan johdatella oppilaita loppuratkaisuun, vaan antaa oppilaiden kokeilla ja kehitellä ideoitaan. Ideaalinen tilanne olisi se, että oppilaat käyvät kokeiluissaan läpi useita erotusmenetelmiä ja lopulta päätyvät tislauksen periaatteeseen. Opiskeluidean soveltaminen perusopetuksen 7. luokalle Opiskelukokonaisuuden voi totetuttaa perusopetuksen 7. luokalla kertaavana tehtävänä. Skenaariota ja sen esitystapaa on syytä muuttaa Viisikko-teemasta hieman vanhemmille oppilaille soveltuvaksi, kuten esimerkiksi humoristiset youtubevideot Kari Grandista (joskus myös Gary Grandy). 6/8

7 Profiles-opiskelumateriaalia - Oppilaan ohje Janoiset sankarit Luonnontieteet Kemia luokka Oma nimi: Työskentelyn lähtökohdat Kuulet opettajaltasi viisikko-tyyppisen tarinan sinusta ja kaveruksista, jossa te päädytte autiolle saarelle ilman juomakelpoista vettä. Teidän tulee ryhmänä keksiä ja kokeilla ratkaisu vesipulmaan. Luokassa olevat välineet ja aiemmin opitut menetelmät ovat käytössänne, samoin luokassa oleva kirjallisuus sekä Internet. Raportin lisäksi teidän tulee esittää ratkaisunne myös kokeellisesti mallintaen. 7/8

8 Työohjeet 1. Kuuntele huolellisesti opettajan tarina; kuvittele että olet yksi viisikon jäsenistä. 2. Mitä teet saadaksesi juomakelpoista vettä? Mieti itsenäisesti omia ajatuksiasi tilanteen ratkaisemiseksi. 3. Muodostakaa tämän jälkeen kolmen hengen ryhmät, ja kootkaa ajatuksenne yhteen. 4. Laatikaa suunnitelma ideoittenne pohjalta siitä, kuinka saatte saarella puhdasta vettä viikoksi. 5. Tehkää tutkimuksia luokassa, joilla testaatte ideanne. Luokassa olevat välineet ja aiemmin opitut menetelmät ovat käytössänne. Samoin luokassa oleva kirjallisuus ja Internet, joista voitte etsiä tietoa ongelman ratkaisuun. Kuvatkaa video kokeenne etenemisestä, mikäli mahdollista. Päätöksenteko 6. Kirjoittakaa ratkaisunne kirjalliseen muotoon, jossa esiintyy seuraavat asiat: Mitä tutkitte? Miten tutkitte (välineet ja menetelmät)? Mitä tuloksia saitte? Mihin johtopäätöksiin päädyitte? Perustelkaa miksi. Kokeellisen työskentelyn ja johtopäätöksen esittely 7. Valmistautukaa esittämään tutkimuksenne suullisesti muulle luokalle videota apuna käyttäen. 8/8