Tutkimuksellisia töitä biologian opetukseen

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Tutkimuksellisia töitä biologian opetukseen"

Irma Ilona Järvinen
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Tutkimuksellisia töitä biologian opetukseen Justus / Biotieteiden opetuksen keskus BioPop

2 Päivän ohjelma 16:00 16:25 Mitä tutkimuksellisuus on? 16:25 16:35 Johdatus päivän tutkimustyöhön 16:35 17:15 Tutkimustyön tekeminen 17:15 17:25 Ideointia ja keskustelua pienryhmissä

3 1. Mitä tutkimuksellisuus on?

4 Pitääkö tässä alkaa tekemään jotain tieteellistä tutkimusta? Vaatiiko tämä hirveästi aikaa ja resursseja? Ei pidä. Ei välttämättä. Pystyvätkö oppilaat oikeasti tekemään tällaista? Kyllä pystyvät

5 Tutkimuksellinen / tutkiva oppiminen? Tutkimuksellinen oppiminen = inquirybased learning (IBL) Tutkiva oppiminen = progressive inquiry (suomalainen malli, Hakkarainen ym. 2000) Yksi tapa toteuttaa tutkimuksellista työskentelyä

6 Mitä tutkimuksellisuus on? Tutkimuksellinen lähestymistapa (inquirybased learning) Pääpaino opiskelijan oman ajattelun ja toiminnan korostamisessa Sisältää autenttisia tutkimuksen piirteitä (Abrahams, Southerland & Evans, 2008)

7 Tutkimuksellisuuden piirteet 1. Tutkimuskysymykset 2. Tutkimusaineisto 3. Omat johtopäätökset 4. Vaihtoehtoiset selitykset 5. Tulosten perustelu (National Research Council, 2000)

8 Miten tutkimuksellisuutta toteutetaan? Voi sisältää Kaikki tutkimuksen vaiheet Vain osan niistä (esim. tulosten analysoiminen) Tutkimuksen tekeminen kouluympäristössä: Kysymyksien esittäminen Havaintojen tekeminen Tiedon etsiminen Kokeiden tekeminen Tutkimusdatan analysoiminen Tulosten raportoiminen Voi sisältää kokeellisuutta (ei välttämättä sisällä)

9 Tutkimuksellisuus (Eloranta ym. 2005; Wellington 1998)

10 Tutkimuksellisuuden tasot (Abrams ym., 2007) Tutkimuksellisuuden taso Tutkimuskysymys Tiedon kerääminen Tulosten tulkitseminen (0 = todentava) Opettaja Opettaja Opettaja 1 = strukturoitu Opettaja Opettaja Opiskelija 2 = ohjattu Opettaja Opiskelija Opiskelija 3 = avoin Opiskelija Opiskelija Opiskelija

11 Esimerkki tutkimuksellisesta työstä (strukturoitu tutkimuksellisuus) Tehtävä: sinulla on kolme liuosta, 5 %, 2 % ja 0 % suolaliuos (tislattu vesi). Selvitä, missä putkessa on mitäkin liuosta (ei saa maistaa). 1. Tiputa pasteur-pipetillä pisara kutakin liuosta erillisille aluslaseille. 2. Ota pinseteillä ohut kalvo punasipulin punaista kerrosta. Ota kolme pientä palaa kalvosta ja upota ne tutkittaviin nesteisiin. 3. Anna näytteiden seistä liuoksissa vähintään viiden minuutin ajan. 4. Lisää näytteiden päälle peitinlasi. 5. Tarkastele mikroskoopilla, mitä muutoksia havaitset soluissa. 6. Kerro, missä putkessa oli mitäkin liuosta. Perustele tuloksesi. Tutkimuksellisuuden taso Tutkimuskysymys Tiedon kerääminen Tulosten tulkitseminen 1 = strukturoitu Opettaja Opettaja Opiskelija

12 Esimerkki tutkimuksellisesta työstä (ohjattu tutkimuksellisuus) Tehtävä: sinulla on kolme liuosta, 5 %, 2 % ja 0 % suolaliuos (tislattu vesi). Selvitä, missä putkessa on mitäkin liuosta (ei saa maistaa). Välineet: Punasipuleja Pinsetit Veitsi Suolaliuokset Mikroskooppi Aluslaseja ja peitinlaseja Pasteur-pipettejä Tutkimuksellisuuden taso Tutkimuskysymys Tiedon kerääminen Tulosten tulkitseminen 2 = ohjattu Opettaja Opiskelija Opiskelija

13 Esimerkki tutkimuksellisesta työstä (avoin tutkimuksellisuus) Tutki jotain solubiologiaan liittyvää ilmiötä haluamallasi tavalla. Kerro opettajalle, miten toteutat työt ja mitä välineitä tarvitset. Kerro raportissasi, miten toteutit työn ja millaisia tuloksia sait. Tutkimuksellisuuden taso Tutkimuskysymys Tiedon kerääminen Tulosten tulkitseminen 3 = avoin Opiskelija Opiskelija Opiskelija

14 Miksi tutkimuksellisuutta? Auttaa oppimaan enemmän asiasisältöjä kuin perinteinen opetus Motivoi opiskelijoita ja innostaa oppimaan Antaa positiivisemman kuvan biologiasta (Lord & Orkwiszewski, 2006) Parantaa siirtovaikutusta Tutkimuksen tekeminen ymmärretään paremmin Kehittää positiivista asennetta luonnontieteitä kohtaan (Hofstein & Lunetta, 2004) Ja lisäksi mainitaan monessa kohdassa: Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteissa (2014) Lukion opetussuunnitelman perusteissa (2015)

15 2. Päivän tutkimustyö: lämpötilan vaikutus entsyymin toimintaan (+ maidon laktoosin tutkiminen)

Mitä maidossa on? Maidon lipidit Triglyseridejä eli rasvoja Hieman fosfolipidejä (kalvolipidejä) Maidon proteiinit 30-35 g/l n.

16 Mitä maidossa on? Maidon lipidit Triglyseridejä eli rasvoja Hieman fosfolipidejä (kalvolipidejä) Maidon proteiinit g/l n. 80 % proteiinista kaseiineja, loput heraproteiineja Maidon hiilihydraatit Mm. laktoosia, glukoosia ja galaktoosia Laktoosi = glukoosin ja galaktoosin disakkaridi Laktaasientsyymi pilkkoo laktoosin glukoosiksi ja galaktoosiksi + Suoloja, mineraaleja, vitamiineja (A,B6,B12,C,D,K,E) Biotieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi

17 Mitä entsyymit ovat? Solujen valmistamia proteiineja Nopeuttavat kemiallisia reaktioita Yksi entsyymi pystyy yleensä nopeuttamaan vain yhdenlaisia reaktioita Esimerkiksi laktaasi pilkkoo laktoosia, mutta ei esimerkiksi sakkaroosia Entsyymien toiminta vaatii: Substraatti eli lähtöaine Oikea lämpötila ja ph Usein myös kofaktori tai koentsyymi Biotieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi

Työssä käytettävät entsyymit Juustonjuoksutin, jossa kymosiinia Pilkkoo maidon kaseiinia (80 % maidon proteiinista) Aiheuttaa maidon juoksettumisen Peräisin Rhizomucor miehei

18 Työssä käytettävät entsyymit Juustonjuoksutin, jossa kymosiinia Pilkkoo maidon kaseiinia (80 % maidon proteiinista) Aiheuttaa maidon juoksettumisen Peräisin Rhizomucor miehei sienestä (alun perin vasikoiden mahalaukusta) (Laktaasientsyymi) Pilkkoo maidon laktoosin glukoosiksi ja galaktoosiksi Biotieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi

19 Mitä työssä tehdään? Maidon juoksutus juustoksi Käytetään kaseiinia (maidon proteiini) pilkkovaa entsyymiä, jota on juustonjuoksuttimessa Maito erottuu juustomassaksi ja heraksi Tehtävä: selvittäkää yhdessä, mikä on paras lämpötila juuston juoksuttamiselle Heran laktoosin tutkiminen Tehtävä: selvitä, mikä maidoista on laktoositonta (hyla) Biotieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi

20 Työturvallisuus Käytä työtakkia (ja suojahanskoja). Mikäli sinulla on ongelma, pyydä ohjaajaa apuun! Pipetinkärjet ja muu kertakäyttötavara pöydillä oleviin kärkiroskiksiin! Biotieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi

21 3. TUTKIMUSTYÖN TEKEMINEN Aloita entsyymityöstä Jos aikaa jää, tutki myös maidon laktoosia Katso apua työohjeesta Biotieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi

22 4. IDEOINTIA JA KESKUSTELUA

23 Ideointia ja keskustelua Kysymyksiä: Miten voisit tehdä kokeellisista töistäsi tutkimuksellisempia? Mitä tutkimuksellisuuden toteuttaminen vaatii suunnittelulta? Mitä etuja / haittoja tutkimuksellisuudella voi olla? 1. Ensiksi pohdi yksin 2. Sitten pohdi parisi kanssa 3. Sitten pohdi naapuriparin kanssa 4. Lopulta käsitellään yhdessä

Samankaltaiset tiedostot

TUTKIMUKSELLISUUS BIOLOGIAN OPETUKSESSA ESIMERKKI SOLUBIOLOGIAN TUTKIMUSTYÖSTÄ

TUTKIMUKSELLISUUS BIOLOGIAN OPETUKSESSA ESIMERKKI SOLUBIOLOGIAN TUTKIMUSTYÖSTÄ Justus Mutanen Helsingin yliopiston LUMA-keskus, BioPop Tiivistelmä Tutkimuksellinen lähestymistapa luonnontieteiden opetuksessa