Uutta tieto- ja viestintätekniikkaa matemaattisluonnontieteellisten aineiden opetukseen

Transkriptio

1 Uutta tieto- ja viestintätekniikkaa matemaattisluonnontieteellisten aineiden opetukseen Maija Aksela, prof. Johannes Pernaa, tutkija Kemian opettajankoulutusyksikkö Kemian laitos, HY Virtuaaliopetuksen päivät

2 ESITYKSEN AIHEET Uudet tuulet Helsingin yliopistossa ja sen matemaattis-luonnontieteellisten aineiden opetuksessa sekä opettajankoulutuksessa (Maija Aksela) Esimerkkejä uuden tvt-tekniikan käytöstä kemian opetuksessa ja opettajankoulutuksessa (Johannes Pernaa)

3 OPETUSTEKNOLOGIAKESKUS: UUDET TVT- TUULET YLIOPISTOOPETUKSESSA: Esimerkkejä SECOND LIFE: Second Life on internetissä toimiva kolmiulotteinen virtuaalimaailma, jossa käyttäjät liikkuvat avatar-hahmoina. Ympäristö mahdollistaa vuorovaikutuksen, videoesitykset ja monenlaisia muita aktiviteetteja. Ympäristö voi sopia erilaisten ryhmäaktiviteettien järjestämiseen (ryhmätyöt, virtuaalikokoukset, pienryhmät, jopa pienet luennot). TENTTIAKVAARIO: Tenttiakvaario on tila, jossa opiskelija voi käydä tenttimässä haluamanaan ajankohtana tentin. Tilassa on mikro ja tallentava valvontakamera.

4 OPETUSTEKNOLOGIAKESKUS: UUDET TVT- TUULET YLIOPISTOOPETUKSESSA: Esimerkkejä jatkoa. PODCAST: äänitallenteiden tuotto ja jakelu VOPLA: verkko-opetuksen laadunhallintaa (mm. laatukäsikirja ja opettajalle verkkokurssi) SUOMEN VIRTUAALIYLIOPISTOSSA mukana: esim. Joustavan opinto-oikeuden verkkopalvelu perus- ja jatkotutkinto-opiskelijoille, akateemiset opiskelutaidot ja opintojen suunnittelun välineitä eleru: seitsemän LERU (League of European Research Universities) yliopistoa tuottaa yhteistyössä verkko-opetusta (mm. TopScience-luennot, esim. Materials on Nanoscale) Verkkoseminaarit, Sulautuva opetus -seminaari, julkaisuja ja verkko-opetuskäsikirja

5 OPETUSTEKNOLOGIAPALKINTO: VIRTUAALIMATEMATIIKKA Prof. Mika Seppälä, HY: Tieto- ja viestintäteknologian käyttö mullistaa matematiikan opetuksen. Se mahdollistaa globaalit, aidosti kansainväliset oppimisympäristöt. WebALTissa opintomateriaaleja ja luentoja jaetaan monikanavaisesti: käytössä ovat pdf-tiedostot, verkkovideot, ipodeissa kuunneltavat äänitiedostot ja RSS-uutissyötteet. Verkossa toimivat luokkahuoneet: Opettajat ja opiskelijat keskustelevat keskenään chattailemalla. Tehtävälaboratoriot: opiskelijat testaavat oppimistaan. Lisätietoja:

6 OPETUSTEKNOLOGIAPALKINTO: MUITA ESIMERKKEJÄ Clinipoint, sähköinen kliinisen hoitoharjoittelun arviointi- ja seurantapalvelu Akukone yhdistää työelämän opintojen ja opetuksen suunnitteluun VirMei-hanke eli Virtuaalimeijeri maitoteknologian prosessirakenteinen oppimisalusta Pinkka kohti lajintuntemuksen virtuaalista oppimisympäristöä Virtuaalimikroskopia opetusvälineenä Nettilabra -hanke muita palkittuja: ks. lisää

7 ESIMERKKEJÄ YLIOPISTOOPETUKSESTA: MATEMATIIKKA Kaikki opiskelijat: Tvt -ajokortti Laitoksen kotisivusto uusittu ja se on saatu opettajien aktiiviin käyttöön: mm. luentopäiväkirjoja. WebALT:in moodle-versiolla käyttöä: Seppälän Virtuaaliset analyysin perusteet ja Oikkosen Analyysin kurssien Moodle -alustan käyttö luentokurssin "levittämisessä" sulautuvana opetuksena virtuaaliseen keskustelualueelle. Opiskelijoiden vertaistukea virtuaalisesti Lähde: dos. Juha Oikkonen

8 ESIMERKKEJÄ YLIOPISTOOPETUKSESTA: FYSIIKKA Etäopetus ollut kiinteä osa (vaihtoehtoinen tapa suorittaa) fysiikan opettajankoulutuksen kursseja jo muutaman vuoden Etäopetusta tarjolla niille, jotka eivät pääse osallistumaan kontaktiopetukseen Opetus kokonaan verkossa: työkaluina Blackboard/Moodle (ja sen työkalut), CMapTools, internet materiaalipankkina (mm. ääni- ja videoluennot Vastuuopettajana FT Veera Kallunki (lähde) Kokeellisuus: mittausautomaatio käytössä useissa töissä (lähde: FT Ari Hämäläinen)

9 ESIMERKKEJÄ YLIOPISTOOPETUKSESTA: KEMIA TVT:tä käytetään välineenä kemian opetuksessa silloin kuin se siihen soveltuu (ei itsetarkoitus!) Sulautuva kemian opetus kaikilla kemian opettajankoulutuksen yhdeksällä kursseilla Koulutetaan nk. tutkivia kemian opettajia, jotka pystyvät seuraamaan sekä kemian ja kemian opetuksen uusinta tutkimustietoa ja soveltamaan sitä opetuksessaan myös hyödyntäen tvt:tä Ks. lisää opiskelusta ja opetuksesta kemian opettajankoulutusyksikön sivuilta kemian laitoksella Jatkuva kemian opettajien tukipalvelu: ks. Kemma Kemianluokka Gadolin: moderni teknologia käytössä Tutkimusta: TVT:n käytöstä kemian opetuksessa

10 Tietotekniikka kemiassa ja sen opetuksessa Kokeellisen kemian apuväline tutkimuksen suunnittelua tutkimuksen valmistelua tutkimista käytännössä tutkimustulosten käsittelyä ja analysointia johtopäätöksien tekemistä tutkimuksen arviointia tutkimustulosten esittämistä

11 MOLEKYYLIMALLINNUS JA TIETOKANNAT KEMIASSA ETTÄ SEN OPETUKSESSA Teoreettisen kemian apuväline

12 MAHDOLLISUUKSIA TUKEA OPPIMISTA MM. SEURAAVILLA TAVOILLA Perusohjelmat: Excel, PowerPoint, Word, Piirtämisohjelmat: ChemDraw, ChemSketch Kokeellisuus: mittausautomaatiolaitteet Molekyylimallinnusohjelmat Animaatiot Simulaatiot Käsitekartat Oppimisalustat (mm. Moodle) Internet: verkkojulkaisut, tietokannat, julkaisu, verkkosivujen tekeminen Videot Sosiaalinen media (mm. Youtube) Älytaulut, e-lomake, Wikialustat ym.

13 ESIMERKKI KEMIAN OPETTAJANKOULUTUS: UUSIUTUVA ENERGIA JA TUTKIMUKSELLINEN OPISKELU Tutkimuksellisessa opiskelussa lähdettiin kemian opettajaopiskelijoiden kysymyksistä aiheesta (oppimisalusta käytössä: keskustelu) Teemoiksi valittiin: biomassa, jätteet ja kierrätys, biopolttoaineet, polttokennot ja vetytalous sekä niiden opetus Opiskelijat käyttävät aiheiden opiskelun tukena eri tietolähteitä verkosta ja kirjastosta sekä asiantuntijoita Opetusaktiviteetit testattiin LUMA - ja teknologia -viikolla kouluissa Raportit julkaistaan verkossa kaikkien koulujen käyttöön

14 TVT KEMIAN OPETUKSESSA on yhtenä tutkimuskohteena: esim. Supporting meaningful chemistry learning and higher-order thinking through computer-assisted inquiry: A design research approach Maija Aksela Academic Dissertation, October University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Chemistry. As a PDF file (ISBN ) kb ela/

15 Tavoitteellinen tietotekniikan käyttö olennaista TAVOITTEET OPETUSJÄRJESTELYT OPPIMINEN ARVIOINTI P A L A U T E

16 TVT:N KÄYTÖSSÄ HUOMIOITAVAA Keskeistä on käytön laatu, ei määrä Keskustelu ennen ja jälkeen: tukee oppimista (oppilaat puhumaan mahdollisimman paljon!) Opettajan rooli on keskeinen ohjaajana sekä mielekkäiden oppimisympäristöjen tekemisessä Monipuolinen arviointi sekä itsearviointi on tärkeää Pienin askelin liikkeelle, hyödynnä myös taitavia oppilaita apunasi!

17 ESIMERKKEJÄ KEMIAN OPETTAJANKOULUTUKSESTA: Konkreettisia opetusmalleja TVT ja kokeellinen työskentely Videot Animaatiot Molekyymallinnus Käsitekartat Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

18 Videot ja kokeellinen työskentely Kemiallisten ilmiöiden havainnollistaminen makrotasolla Kokeelliseen työhön virittäytyminen Kiinnostuksen herättäminen Vaarallinen työ Pitkän työn tiettyjen prosessien korostaminen Laitteiden toiminnan demonstroiminen Suositellaan käytettäväksi yhdessä animaatioiden kanssa molekulaarisen tason avaamiseksi Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

19 Makrotaso ja molekulaarinen taso Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

20 Videoiden linkkipankki Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

21 Animaatiot ja kokeellinen työskentely 2D Chemsense: 3D Blender 3D: Malte Reimold, 2006: Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

22 Animaatiot kemian opetuksessa Tehostavat ajattelua molekulaarisella tasolla Mentaalimallien kehittyminen Dynaamisuus Haasteita Ohjelmien asentaminen on usein vaikeaa Animaatioiden tekeminen on työlästä Animoijan vaikutus vahva, joten opettajan rooli tärkeä Googleen chemistry + animations Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

23 Molekyylimallinnus ja kokeellinen työskentely Etanoli ja vesi Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY Bensiini ja vesi

24 Miksi mallintaa? Opetussuunnitelmien perusteiden määrittelemä tavoite: perehtyy TVT:n mahdollisuuksiin tiedonhankinnan ja mallintamisen välineinä Pioneeriopettajien mielestä oleellinen kemian opetuksen työkalu (Pernaa & Aksela, 2009) Moderni työskentelytapa kemian alalla Vihreä kemia Turvallinen kokeellisuuden tuki Esim. Reaktiot voidaan pysäyttää ja tarkastella vaikka energioita Monipuoliset visualisointimahdollisuudet Tulosten arviointi Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

25 Molekyylimallinnusohjelmistot Spartan: euroa kpl Helppokäyttöinen Monipuolisin ja oikea kemian tutkimusväline ArgusLab: Ilmainen Haastavampi käytettävä, mutta vielä helppo Jmol: Javaan pohjatuva molekyylien visualisoimistyökalu Html Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

26 Käsitekartat ja kokeellinen työskentely (1) Kokeellisten prosessien mallinnus Ilmiöiden käsirakenteiden mallinnus Teorian ja kokeellisuuden yhdistäminen Esijärjestin Arvioinnin tueksi Oppimisympäristöksi Yhteistoiminnalliseen oppimiseen Asenteiden parantamiseksi Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

27 Käsitekartat ja kokeellinen työskentely (2) Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

28 Käsitekartat ja kokeellinen työskentely (3) Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY

29 KOULUTUSTA JA TUKEA LUMA-KESKUS: (Lumauutiset-verkkolehti, verkkovideot, verkkosivustot ym.) LUMA-TIEDEPÄIVÄT kevät 2010 Helsingissä: aiheena moderni teknologia opetuksessa OPPIAINEKOHTAISET KESKUKSET (mm. Summamutikka, Kemma, Kondensaattori) Nuorille Luova -verkkolehti Lapsille ja ohjaajille Jippo verkkolehti Kysy palstat Kemianluokka Gadolin: maksuton palvelu Täydennyskoulutuskurssit ja työpajat: jatkuvasti Kansainvälinen Millennium-leiri: yksi teema TVT

30 Lapsissa ja nuorissa on tulevaisuus Kiitos! Lisätietoja: