Eriyttävää materiaalia kemian opetukseen - polttoaineet Hanna Mustikkaniemi, Iisa Rautiainen ja Sonja Martikainen

Transkriptio

1 Eriyttävää materiaalia kemian opetukseen - polttoaineet Hanna Mustikkaniemi, Iisa Rautiainen ja Sonja Martikainen Tuntisuunnitelma Kohderyhmä: 9 lk erityisesti opiskelijat, joilla on luki-, kirjoitus- ja hahmotusvaikeuksia Aihealue: Polttoaineet Tavoitteet: Oppia tunnistamaan ja luokittelemaan erilaisia energialähteitä ja -muotoja. Ymmärtää uusiutuvien ja uusiutumattomien polttoaineiden ero. Ymmärtää öljynjalostuksen vaiheita. Kesto: 75 min. Tarvikkeet: Tietokoneet tai läppärit Labratakkeja Tulostettavat Alias-kortit (liitteenä) Oppitunnin kulku 1. Uusi asia ja motivointi aiheeseen (30 min): Teoriaosuus polttoaineista 2. Itsenäisempi osuus (15 min): Tiedonhakutehtävä 3. Toiminnallinen osuus (10-15 min): Öljynjalostusnäytelmä 4. Tunnin lopetus (15 min): Alias-korttipeli Tuntia varten tehty diaesitys (sisältää teorian, videoita, tiedonhakutehtävän, öljynjalostusnäytelmän ohjeet oppilaalle sekä Alias-korttipelin ohjeet): Öljynjalostusnäytelmä (10-15 min) Tarvikkeet labratakit hiilivety ja jalostamon osat -kyltit Kyniä tms lisäaineita Ohje opettajalle - Näytelmä voidaan toteuttaa esimerkiksi hlö oppilasryhmille. - Jokaisella oppilaalla on näytelmän alussa päällään labratakki - Ohjaa oppilaat kuvittelemaan itsensä lapun osoittamaksi orgaaniseksi yhdisteeksi. Lappu määrää mihin ryhmään oppilas kuuluu. Ryhmiä ovat nestekaasut, bensiinit, polttoöljyt ja bitumit. Aluksi

2 oppilaat voivat olla sikin sokin, mutta järjestäytyvät tislausvaiheessa omiin, 2-3 hengen ryhmiinsä. - Pöydistä ja tuoleista voi rajata alueita luokkahuoneeseen, jotka muodostavat jalostamon eri osia. Jalostamon osat voi myös konkreettisesti nimetä kylteillä. - Oppilaat etenevät jalostamolla opettajan ääneen lukeman tarinan mukaan. Esimerkki luokkahuoneen järjestämisestä: Tarina raakaöljystä Eräänä tavallisena päivänä öljynkuljettaja Pekka Peksi Butaani kuljettaa raakaöljyn tankkerilla öljynjalostamolle. Öljy siirtyy pitkiä putkia pitkin tankkerista suoraan jalostamoon. Ensimmäiseksi öljystä puhdistetaan pois suolat ja muut epäpuhtaudet (oppilaat riisuvat likaiset labratakit pois päältään, pieni tauko lukemisessa). Seuraavaksi öljy tislataan, jotta nestekaasut, bensiinit, polttoöljyt ja bitumi erottuvat omiksi jakeiksi. (samaan jakeeseen kuuluvat oppilaat ottavat toisiaan käsistä kiinni). Öljyn tislaaminen tarkoittaa sitä, että öljyä kuumennettaessa eri yhdisteet kiehuvat eri aikaan sillä niillä on eri kiehumispisteet. Ensin tislautuu nestekaasu, sitten bensiini, sitten polttoöljy ja viimeiseksi korkeimman lämpötilan vaativa bitumi. Tislauksen jälkeen jakeet siirtyvät jatkojalostukseen joko reformointiin tai krakkaukseen (oppilasryhmät saavat itse päättää kumpaan liikkuvat). Reformointiin päätyneiden jakeiden molekyylit muuttavat osiensa järjestystä lämmön ja katalyytin vaikutuksesta (oppilaat vaihtavat paikkoja ryhmissä). Krakkauksessa molekyylit pilkotaan pienemmiksi korkeassa lämpötilassa katalyyttien avulla (ryhmät erkanevat yksittäisiksi molekyyleiksi, yksi oppilas voi lisäksi olla tämä pilkkoja, joka erottaa ryhmäläiset toisistaan). Lopuksi öljytuotteisiin lisätään lisäaineita (oppilaat voivat ottaa kyniä tms ennen pakkausvaiheeseen etenemistä), jonka jälkeen ne pakataan ja kuljetetaan yrityksille. Näytelmässä öljynjalostusta on yksinkertaistettu. Tarkempi jalostuskaavio: Alias-pelin ohjeet ALIAS on sananselityspeli, jossa tehtävänäsi on selittää parille kortissa oleva sana ESIM. ENERGIALÄHDE, ÖLJYTASKU

3 Saatte opettajalta pinon kortteja, joissa on polttoaineisiin liittyviä sanoja. Sinulla on minuutti aikaa selittää niin monta sanaa kuin parisi ehtii arvata. Vaihtakaa sitten selitysvuoroja. Sananselityksissä ei saa käyttää osaa sanasta: ESIMERKIKSI VESIVOIMA-SANAA selitettäessä ei saa käyttää sanoja VESI TAI VOIMA. Yritä keksiä sanoille mahdollisimman kuvailevat ja monipuoliset selitykset, saman asian voi ilmaista monin sanoin. Lopuksi voitte koota yhdessä parhaat selitykset taululle. Jos luokassa on käytettävissä Alias-pelin pelilauta, voitte käyttää myös sitä osana peliä! Tunnin OPS-yhteys Opetussuunnitelman perusteisiin (2014) on kirjattu, että kemian opetuksen tulee välittää kuvaa kemian merkityksestä kestävän tulevaisuuden rakentamisessa: kemiaa tarvitaan uusien ratkaisujen kehittämisessä sekä ympäristön ja ihmisten hyvinvoinnin turvaamisessa. Tämän oppitunnin avulla oppilaille välittyy arjesta tutun polttoaineen kemia, jota nyt ja tulevaisuudessa jalostetaan yhä enemmän uusiutuvista raaka-aineista. Tunnin aikana oppilaita myös ohjataan käyttämään tieto- ja viestintäteknologiaa tiedon hankkimiseen tiedonhakutehtävän yhteydessä. Tunnin tavoitteet täsmäävät OPSin tavoitteitteisiin T1 kannustaa ja innostaa oppilasta kemian opiskeluun T3 ohjata oppilasta ymmärtämään kemian osaamisen merkitystä omassa elämässä, elinympäristössä ja yhteiskunnassa T4 ohjata oppilasta käyttämään kemian osaamistaan kestävän tulevaisuuden rakentamisessa sekä arvioimaan omia valintojaan luonnonvarojen kestävän käytön ja tuotteen elinkaaren kannalta T9 ohjata oppilasta käyttämään tieto- ja viestintäteknologiaa tiedon ja tutkimustulosten hankkimiseen, käsittelemiseen ja esittämiseen sekä tukea oppilaan oppimista havainnollistavien simulaatioiden avulla T10 ohjata oppilasta käyttämään kemian käsitteitä täsmällisesti sekä jäsentämään omia käsiterakenteitaan kohti luonnontieteellisten teorioiden mukaisia käsityksiä OPSissa määritetyistä sisältöalueista tunti vastaa parhaiten S5 Aineiden ominaisuudet ja rakenne: Tutkitaan monipuolisesti seosten ja puhtaiden aineiden ominaisuuksia kuten vesi- ja rasvaliukoisuutta. Alkuaineiden ominaisuuksien pohjalta tutustutaan aineen koostumiseen atomeista, atomin rakenteeseen ja jaksolliseen järjestelmään. Malleja ja simulaatioita käytetään yhdisteiden rakentumisen hahmottamisessa. Tutustutaan hiileen, sen yhdisteisiin ja ravintoaineisiin. Perehdytään johonkin orgaaniseen yhdisteryhmään. Pieni teoriapaketti opettajalle luki-, kirjoitus- ja hahmotusvaikeuksisten oppilaiden tukemisesta: Käytä diaesityksissä ja muissa materiaaleissa yhtenäistä kirjaintyyliä, lyhyitä rivejä ja sijoita kuvat siten, että yksi siihen liittyvä tekstikappale voidaan lukea loppuun ennen kuin kuvaa katsotaan. Alleviivaus ja highlight-merkinnät auttavat olennaisen sisällön löytämisessä. Oppikirjan tekstiä voi tarpeen tullen kopioida suurennettuna.

4 Jos oppilaalla on huomattavaa vaikeutta kirjoittamisessa, tietokonetta voi käyttää kirjoittamisen apuvälineenä. Monet tietokone- ja kännykkäpelit, kuten muistipelit, palapelit ja piirtämistehtävät, voivat vahvistaa hahmotustaitoja. Lähde: Nähdyn hahmotusvaikeudet, HUS Linkkejä lisämateriaaliin: - Yksinkertainen biomassa- animaatio (englanniksi) - Hiilivoimala-animaatio jossa pitää raahata oikeat asiat oikeille paikoille (eng.) - Hiilivoimalan osien nimeäminen (eng.) - Kemianluokka Gadolinin Öljyonnettomuus-työ Hyvä sivusto kaikista polttoaine/energiamuodoista sekä niihin liittyviä esimerkkitehtäviä - Aarre maan syvyyksissä verkko-oppimateriaali - Kertaustehtäviä hiilivetyihin: - Opas lukivaikeudesta lasten vanhemmille - Öljytuotteiden kemiaa opetuspaketti Aiheeseen liittyviä videoita: Liitteet Öljynjalostuksen jakeet ja jalostamon osat -kyltit Alias-kortit (20 kpl sanakortteja, voit tulostaa useamman setin pareille/pienryhmille)

5 BENSIINI BENSIINI BENSIINI BITUMI BITUMI BITUMI NESTEKAASU NESTEKAASU NESTEKAASU POLTTOÖLJY POLTTOÖLJY POLTTOÖLJY

6 REFORMOINTI KRAKKAUS TISLAUS

7 POLTTO- AINE UUSIUTUMATON ENERGIALÄHDE LÄMPÖ VESIVOIMA ÖLJYN- JALOSTAMO KIVIHIILI ENERGIA UUSIUTUVA ENERGIA- LÄHDE TUULIVOIMA MAAKAASU BIOENERGIA ÖLJYTASKU TURVE YDINENERGIA RAAKAÖLJY TURVE- KERROSTUMA HIILIVETY AURINKOVOIMA ENERGIALÄHDE FOSSIILISET POLTTO- AINEET