Kirsi-Maria Vakkilainen Iloa tutkimisesta
Tekijät, Opetushallitus ja Taloudellinen Tiedotustoimisto Piirroskuvat tekstissä Taitto ja monistuspohjien kuvitus Jukka Nikkonen Pirjo Nylund ISBN 952 9876 52 1 Oy Kirjapaino t.t tryckeri Ab Porvoo. 2001.
Sisällys Johdanto 4 Ympäristö- ja luonnontieto 4 Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen tavoitteet 4 Ympäristö- ja luonnontiedon opetus 5 Arviointi 6 Yleisiä työskentelyohjeita 6 Luonnontiedon opetuksessa tarvittavia välineitä 6 Luonnontiedon opetuksessa tarvittavia aineita 7 Työturvallisuusohjeita 8 Ohjeita opettajalle oppaan käytöstä 8 Työohjeiden rakenne 8 Kokeellisten töiden soveltuvuus eri ikäryhmille 9 Kokeellisia töitä 9 Luokittelu 9 Aineiden ja materiaalien ominaisuudet 10 Olomuodot ja niiden muutokset 23 Aineiden muuttaminen, sekoittaminen ja erottaminen 32 Tutkimuksia 35 Monistepohjat 1 37 2 38 3 38 4 39 5 40 6 40 7 41 8 42 9 43 10 43 11 44
Johdanto Mitä tähdet ovat? Mistä ukkonen johtuu? Mistä ihminen syntyy? Miksi märkä ihminen palelee helposti? Näitä kysymyksiä lapset esittävät aikuisille tutustuessaan luontoon ja muuhun ympäristöönsä sekä itseensä ja muihin ihmisiin. Lapset ovat luonnostaan luonnontieteilijöitä; he osaavat esittää kysymyksiä ja ihmetellä. Luonnontieteet ovat siis kyselemistä, mutta myös selitysten etsimistä ja tutkimista eli prosesseja, joihin liittyy havaintoja, kokemuksia, pohtimista ja tulkintaa. Luonnontieteellinen tieto on muuttuvaa, sillä tiedon ja etenkin tutkimustaitojen karttuessa vanhat teoriat korvautuvat uusilla. Opetussuunnitelmien perusteissa sekä esi-, alku- että perusopetuksessa luonnontieteet muodostavat ympäristö- ja luonnontiedon oppiainekokonaisuuden. Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen aihepiiriin kuuluvat lapsen elinympäristön lisäksi lapsen ja ympäristön vuorovaikutussuhteet sekä niihin liittyvät oppimisprosessit. Luonnontieteen opetuksen tarkoituksena on ruokkia lasten luonnollista mielenkiintoa sekä tarjota kokemuksia ja elämyksiä ympäristön- ja luonnonilmiöiden parissa. Tämä materiaali on tarkoitettu ensisijaisesti esikoulun- ja luokanopettajien tueksi. Materiaalin tarkoituksena on auttaa ympäristö- ja luonnontiedon opetusta tarjoamalla kokeellisia töitä ja tutkimusaiheita sekä neuvoja ja ohjeita opetuksen toteuttamiseen. Luonnontieteellisiin ilmiöihin tutustutaan makroskooppisella tasolla, ja opetuksessa käytetään ongelmakeskeistä, tutkivaa lähestymistapaa. Kokeellisten töiden tekeminen ei vaadi opettajalta erityistä luonnontieteellistä tietämystä, mutta se ohjaa opettajaa ja oppilaita yhdessä tutkimaan, pohtimaan ja ottamaan selvää asioista. Materiaali on toteutettu Opetushallituksen ja Taloudellisen Tiedotustoimiston yhteistyönä. Materiaalin alullepanijana, ideoijana, ohjaajana ja tarkastajana on toiminut opetusneuvos Marja Montonen. Tarkastuksessa ovat auttaneet myös kemian opettaja Anni Kukko, luokanopettaja Kalle Rintala sekä toimittaja Marjatta Siltalahti. Ympäristö- ja luonnontieto Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen tavoitteet Alkuopetuksen opetussuunnitelman perusteet määrittelevät ympäristö- ja luonnontiedon oppiainekokonaisuuden tavoitteita seuraavasti:"ympäristöja luonnontiedossa oppilas oppii tuntemaan ja ymmärtämään itseään, luontoa ja muuta ympäristöä, sen kohteita, rakenteita, ilmiöitä, niiden lainalaisuuksia ja tapahtumia. Hän oppii myös tiedostamaan omaa toiminnallista, tiedollista, turvallista, terveellistä, eettistä ja elämyksellistä ympäristö- ja luontosuhdettaan. Ympäristö- ja luonnontiedon opetus tukeutuu tutkivaan ja ongelmakeskeiseen lähestymistapaan, jossa lähtökohtana ovat oppilaan omaan ympäristöön liittyvät asiat, ilmiöt ja tapahtumat." Ympäristö- ja luonnontiedon opetuksen tavoitteena on lasten luonnontieteellisen ajattelun ja luonnontieteellisten käsitteiden, taitojen ja prosessien kehittäminen sekä keskeisten aihealueiden, kuten ihmisen, eliöiden ja elinympäristöjen, ympäristön aineiden ja materiaalien sekä energiaan liitty- 4
vien asioiden tunteminen. Luonnontiedon opetuksen tulisi innostaa lasta luonnontieteiden opiskeluun ja tarjota myönteisiä oppimiskokemuksia samalla ohjaten häntä aktiiviseksi oppijaksi, ajattelijaksi ja toimijaksi. Ympäristö- ja luonnontiedon opetus Hyvä ympäristö- ja luonnontiedon opetus antaa lapselle mahdollisuuden tehdä käytännön tutkimuksia, jotka pohjautuvat lapsen omiin kysymyksiin ja kiinnostuksen kohteisiin; kerätä ja etsiä tietoa sekä kehittää tiedon prosessoinnin taitoja; suunnitella, tehdä päätöksiä, tutkia ja kommunikoida tutkimusten tuloksista yhdessä opettajan ja muiden lasten kanssa; kehittää havainnoinnin, luokittelun, tulosten keräämisen, hypoteesien eli olettamusten tekemisen ja kokeilun, kokeiden suunnittelemisen sekä johtopäätösten tekemisen taitoja; pohtia tutkimusten luotettavuutta ja tulosten oikeellisuutta; käyttää luovaa ajattelua; edetä oman tahtinsa mukaisesti; huomata arkipäiväisten kokemusten yhteys oppimaansa; nauttia oppimisesta sekä osoittaa kiinnostusta, sinnikkyyttä, itsekuria ja kekseliäisyyttä. Luonnontiedon opetus perustuu ongelmakeskeiseen oppimiseen, jossa lapsi aktiivisesti tutkii ympäristöään. Tutkimuksissa toistuvat seuraavat vaiheet: havainnointi, hypoteesien eli oletusten tekeminen, tiedon käsittely, tulkinta ja selittäminen sekä johtopäätösten tekeminen. Tutkimuksen tekeminen vaatii aina sen luotettavuuden ja tutkimustulosten oikeellisuuden tarkastelua ja mahdollisten virhelähteiden huomioon ottamista. Havainnoinnin taitoja harjoitellessaan lapset oppivat käyttämään erilaisia mittavälineitä, kuten mittanauhoja, tilavuusmittoja, lämpömittareita ja suurennuslaseja. Opettajan tehtävänä on ohjata lapsia käyttämään mittavälineitä tarkoituksenmukaisesti. Johtopäätösten tekeminen esimerkiksi keskustelemalla on aina tärkeää, koska kokeellisia töitä ja tutkimuksia tehdään paitsi taitojen, myös ymmärtämisen lisäämiseksi. Tutkimusten loppuun vieminen lisää huomattavasti työn mielekkyyttä. Käsitteiden avulla ymmärretään asioita ja ilmiöitä sekä selitetään niitä. Kun lapsi havainnoi, luokittelee tai kuvailee jotakin asiaa tai ilmiötä, hän käyttää ja muodostaa käsitteitä. esimerkiksi kun lapsi jakaa esineitä erilaisiin ryhmiin niiden materiaalin mukaan, hän tarkastelee materiaalien samankaltaisuutta tai erilaisuutta. Näiden ominaisuuksien mukaan hän luultavasti jaottelee esineet muovisiin, puisiin jne., vaikkei hän käyttäisikään näitä käsitteitä. Kun ryhmälle annetaan nimi, päästään käsitteeseen. Luokittelu onkin yksi tapa tuoda esille erilaisia käsitteitä. Kun lapset miettivät, miksi esimerkiksi jokin esine kuuluu muoveihin, he oppivat päättelemään ja selittämään. Käsitteiden ymmärtämistä voidaankin parantaa antamalla lapselle mahdollisuus pohtia ja keskustella siitä, mitä he ovat oppineet. Aina ei edes tarvitse tuoda varsinaista käsitettä esille tai paneutua jonkun ilmiön tieteelliseen selittämiseen - riittää, että ilmiöön tutustutaan tutkimalla ja havainnoimalla. Kuitenkin on tärkeää, että opetuksessa käytetään oikeaa kieltä. Luonnontiedon opetuksen työmenetelmiä on useita. Suurelta osin työtä tehdään pienryhmissä, jolloin sosiaalisen vuorovaikutuksen merkitys oppi- 5
misessa korostuu, ja samalla lapset joutuvat ottamaan vastuuta paitsi omasta, myös ryhmänsä oppimisesta. Tällöin he oppivat toisiltaan yhteistyötaitoja. Luonnontiedon opettaja on lapsen tukija, auttaja ja ohjaaja, kun lapsi itse toimii aktiivisena oppijana. Opettaja voi rohkaista lasta arvostamalla hänen yrityksiään ja painottamalla asioiden ymmärtämistä onnistuneiden tutkimustulosten sijaan. Opettaja voi myös vahvistaa lasten luonnontiedon ymmärtämistä erilaisilla kiinnostusta herättävillä esityksillä, demonstraatioilla ja kertomuksilla. Opettajan innostunut asenne luonnontieteitä kohtaan vaikuttaa myönteisesti lasten suhtautumiseen opetukseen. Luonnontiedon oppimisympäristö ei rajoitu pelkästään luokkahuoneeseen. Opetusta voidaan usein toteuttaa ulkona ja koulun muissa tiloissa sekä vierailuilla ja tutustumiskäynneillä. Virikkeellisen oppimisympäristön tulisi tarjota monipuolisia mahdollisuuksia tiedon etsimiseen, havaintojen tekemiseen, itsenäiseen opiskeluun, kysymysten esittämiseen ja opitun kertaamiseen muulloinkin kuin tuntien aikana, kuten muun muassa Internetin, cd-rom-levyjen, kirjojen, julisteiden, pelien, kuvien ja mallien avulla. Arviointi Itsearvioinnilla voidaan kehittää lapsen tietoisuutta itsestään oppijana. Itsearvioinnissa lapsi miettii omia tunteitaan ja sitä, mitä asioita hän koki vaikeina ja mitä helppoina. Näin myös opettaja saa palautetta opetuksesta ja sen sopivuudesta lapselle. Opettajan tulisi arvioinnissaan kiinnittää huomiota lapsen tiedon ja ymmärryksen lisäksi hänen taitoihinsa. Tutkimus- ja tiedon prosessoinnin taidot ovat arvioinnin kohteita siinä missä käsitteiden ymmärtäminenkin. Tämän aineiston kokeellisia töitä voi muuttaa ns. kokeellisiksi koetehtäviksi, joiden avulla näitä taitoja voi arvioida. Jatkuva arviointi on kuitenkin paras tapa seurata lasten taitojen kehitystä ja arvioida heidän edistymistään mm. ryhmätyötaidoissa, päättelemisessä ja tulosten esittämisessä. Yleisiä työskentelyohjeita Luonnontiedon opetuksessa tarvittavia välineitä Seuraava välineluettelo on suuntaa antava ja sisältää suurelta osin kouluilla jo ennestään olevia välineitä. Välineitä voi korvata tilanteen mukaan sopivilla muilla vaihtoehdoilla. Kaikkia luettelossa esiintyviä välineitä ei tarvita tämän oppaan töissä. Jokaisessa työssä tarvittavat aineet ja välineet on lueteltu työn alussa. Erilaisia kangasnäytteitä pieniä lääkelaseja pieniä kannellisia purkkeja erilaisia paperilajeja kertakäyttömukeja muovailuvahaa muovisia kennolevyjä isoja muovisia vateja käsipyyhepaperia kapea korkea lasi, esim. kor- foliota kea lasipurkki tai mittalasi kertakäyttölusikoita siivilöitä erilaisia lasipurkkeja harsokangasta suurennuslaseja suodatinpaperia 6
Iloa tutkimisesta muovisia pipettejä kumilenkkejä ph- paperia pillejä filmipurkkeja minigrip-pusseja ilmapalloja muovipulloja vedenkeitin pieniä foliovuokia tai lämpökynttilän kuoria isoja kulhoja tai altaita pyykkipoikia tai pihtejä tilavuusmittoja mittanauhoja lämpömittareita suppiloita hammastikkuja muoviruiskuja pieni pulloharja astianpesuharja metallinäytteitä muovinäytteitä muovipusseja pikkuesineitä puunäytteitä teippiä tippapulloja tuorekelmua vaaka kello. Kapeita muovisia pillejä voi mainiosti käyttää pipettinä. Pilliä puristamalla saadaan pisaroita. Jos pillin pää leikataan viistosti, sillä voidaan annostella hyvin pieniä määriä kiinteää ainetta. ph-paperia käytetään valmiiksi leikattuina pieninä palasina. Kennolevyjä, ph-paperia ja muita laboratoriovälineitä myyvät muun muassa Tamro, Merck Eurolab, ISVET ja Printel Oy. Luonnontiedon opetuksessa tarvittavia aineita Seuraava luettelo koostuu lähinnä tämän oppaan kokeellisiin töihin tarvittavista aineista. Säilyvyyden takia monet aineet on hankittava juuri ennen kokeellisen työn toteuttamista, mutta osan aineista voi varastoida seuraavaa kertaa varten. Sä ilytysohjeet on kerrottu listan lopussa. Sokeria suolaa vehnäjauhoja perunajauhoja etikkaa leivinjauhetta ruokasoodaa hiivaa astianpesuainetta jääpaloja ruokaöljyä elintarvikeväriä (annetaan lapsille laimennettuna tippapulloissa) siirappia erilaisia nesteitä, kuten maitoa, mehua, kaasutinspriitä (saa huoltamoilta) teetä väritöntä virvoitusjuomaa konetiskiainetta 7
hiekkaa pyykinpesujauhetta makunäytteitä punakaalia hajunäytteitä ryynejä raakoja perunoita glyserolia (saa apteekista) kananmunia vettä. Elintarvikkeet säilytetään pakkausten ohjeiden mukaisesti. Pakkaukset ja astiat on nimettävä huolellisesti, ja niihin on lisättävä merkintä: "Ei saa nauttia. Vain luonnontiedon opetukseen". Maku- ja hajunäytteet säilytetään muista erillään, ja niiden säilyttämiseen käytetään vain puhtaita, erillisiä astioita. Työturvallisuusohjeita Luokkahuone tai muu työtila on luonnontiedon opiskelun laboratorio, jossa opetellaan työskentelyä oikeiden laboratoriosääntöjen mukaan. Lapsille painotetaan, että työskentelyn tulisi olla rauhallista ja muita huomioon ottavaa, ja työtila tulisi pitää puhtaana ja siistinä. Lasten kanssa voidaan laatia yhteiset pelisäännöt, ja niitä tulee jokaisen noudattaa. Syöminen ja juominen niin sanotussa laboratoriotilassa on kiellettyä lukuun ottamatta tilanteita, joissa tehtävänä on maistella eri makunäytteitä. Tällöin tulee huolehtia siitä, että käytettävät aineet, astiat ja välineet ovat eh - dottoman puhtaita, eikä niitä ole aikaisemmin käytetty muunlaisissa tutkimuksissa. Vieraiden aineiden haistaminen voi olla vaarallista, joten lapset opetetaan alusta pitäen haistamaan tuntemattomia aineita varovasti kuvan osoittamalla tavalla. Paloturvallisuudesta on huolehdittava yleisten ohjeiden mukaisesti. Tarpeen vaatiessa huolehditaan riittävien suojainten käytöstä (mm. painetta muodostavat reaktiot), eli suojavaatteiden ja suojalasien käytöstä. Sähkölaitteiden käytössä on huomattava, että ne eivät saa olla kosketuksissa veden kanssa. Kaikki välineet säilytetään puhtaina ja kuivina. Rasvaiset astiat pestään kuuman veden ja astianpesuaineen kanssa. Tiskaukselle ja työtilan siistimiselle kannattaakin työn lopuksi varata aikaa. Jätteiden käsittelystä on huolehdittava asianmukaisesti; viemäriin saa kaataa vain vaarattomia, vesiliukoisia yhdisteitä. Ensiapuohjeet kannattaa kiinnittää luokan seinälle, ja lasten kanssa voidaan käydä läpi toimintaohjeita erilaisten vaaratilanteiden varalle. Kädet tulee pestä työskentelyn jälkeen. Ohjeita opettajalle oppaan käytöstä Työohjeiden rakenne Jokaisen kokeellisen työn alussa kerrotaan työhön tarvittavat välineet ja ai - neet, kuvaillaan työn tavoitteet sekä selvitetään työturvallisuusohjeet. Työn tavoitteet on monessa tapauksessa hyvä selvittää myös lapsille ennen työn aloittamista. 8
Kokeellisiin töihin on liitetty kysymyksiä, joita opettaja voi esittää lapsille. Maininnalla monistepohjasta viitataan tämän oppaan takana oleviin monistepohjiin. Ne ovat vapaasti kopioitavissa lapsille. Osassa töistä on annettu vinkkejä työtavoista, mutta niitä voi toteuttaa muillakin tavoilla. Opettajalle on jätetty mahdollisuus käyttää mielikuvitustaan ja kokemustaan hyväksi töiden toteuttamisessa. Pienryhmätyöskentely on kuitenkin - myös käytännön syistä - sopiva työmuoto kaikkiin töihin, joskin esimerkiksi välineiden ja materiaalien puutteessa joudutaan usein työskentelemään isommissa ryhmissä. Hyvä vaihtoehto on jakaa työt työpisteisiin, joissa yksi ryhmä tekee kerrallaan yhtä työtä. Oppaan kokeelliset työt on valittu niin, että niissä voidaan käyttää tuttuja, kotoa ja koulusta löytyviä välineitä ja aineita. Muutamia hankintoja voi joutua tekemään, mutta nekin ovat pieniä, kuten lämpömittareita, suurennuslaseja ja kennolevyjä. Kokeellisten töiden soveltuvuus eri ikäryhmille Ikäryhmät ovat viitteellisiä, ja samoja töitä voidaan soveltaa eri ryhmille. Luokkataso Sopivat työt Tutkimuksissa painotetaan Esiopetus 1, 2, 4, 23 Keskustelua, havainnointia Alkuopetus 1, 2, 4, 23 Keskustelua, havainnointia, luokittelua 3. 4.-luokat 2, 3, 5, 6, 11, 13, Järjestelmällistä havainnointia, tulosten 14, 15a, 19, 23 pohdintaa, luokittelua, arkikokemuksia, pitkäjänteistä työskentelyä 5. 6.-luokat 2, 7, 8, 9, 10, 12, Kaikkia tutkimuksen osa-alueita, edellisten 15b, 15c, 16, 17, 18, lisäksi johtopäätösten tekemistä ja tulosten 20, 21, 22, 24, 25 tuottamista myös kirjallisesti Kokeellisia töitä Luokittelu Asioiden luokittelu juontaa juurensa ajalta 300 400 vuotta ekr. Jo tuolloin kreikkalainen filosofi Aristoteles luokitteli elävät olennot kasvavan monimutkaisuuden mukaan kasveista ja sienistä nisäkkäisiin ja ihmisiin. Ihmisillä on luonnollinen taipumus luokitella ympärillään olevia asioita erilaisiin ryhmiin, kuten elollisiin ja elottomiin. Kun me siivoamme huonetta, me lajittelemme yleensä tavarat niin, että kirjat ovat samana ryhmänä, vaatteet yhtenä ryhmänä jne. Kun taas kohtaamme täysin uuden asian, yritämme ensin asettaa sen johonkin jo tuntemaamme ryhmään. Jos asia ei mihinkään ryhmään sovi, meidän täytyy muokata luokittelujärjestelmäämme. 1 Luokitteluharjoituksia Töiden tavoitteena on oppia luokittelemaan asioita erilaisiin ryhmiin luokittelun avulla muodostama an uusia käsitteitä. 9
Seuraavissa töissä harjoitellaan luokittelua ensin vain muutamaan ryhmään ja jatkossa useampiin. Yksi helpoimmista luokitteluista on lasten jaottelu tyttöihin ja poikiin. Luokittelun yhteydessä on hyvä miettiä, mitkä tekijät yhdistävät ryhmäläisiä. Luokittelun voi aloittaa mm. seuraavien kysymysten avulla: Miten luokan lapset voitaisiin jakaa kahteen ryhmään? Mitä yhteistä ryhmän jäsenillä on? Mitä eroavaisuuksia ryhmän jäsenillä on? Miten nimeäisit ryhmät? Luokittelua jatketaan niin, että lapset luokittelevat pienissä ryhmissä asioita, jotka kuuluvat esim. elollisiin tai elottomiin, kasveihin tai eläimiin, aineisiin, joita voi tai ei voi syödä. Monistepohjassa 1 on kaavio, johon lapset voivat piirtää luokittelemansa esineet ja asiat. Pienimmät lapset voivat tehdä luokittelua valmiiden kuvien avulla, joita voi esim. leikata lehdestä. Seuraavaksi luokitellaan tuttuja esineitä. Työn voi tehdä yhdessä koko lapsiryhmän kanssa tai pienemmissä ryhmissä, mikä on tehokkaampaa. Pyydä lapsia kiertelemään luokassa ja koulualueella ympäriinsä ja jakamaan näkemiään esineitä, kasveja, ihmisiä ja muita asioita erilaisiin ryhmiin. Näitä ryhmiä voivat olla esim. metalliset, puiset, paperiset, muoviset ja lasiset esineet sekä erilaiset puut tai pensaat, lehtien muodot, eri ikäiset ihmiset, eri ammatit jne. Lapset voivat käyttää hyväksi mielikuvitustaan erilaisten ryhmien keksimisessä. Monistepohjaa 1 voi käyttää apuna työssä. Kerää sitten jokaiselle ryhmälle samanlainen kokoelma tuttuja esineitä, esimerkiksi askartelutarvikkeita. Ryhmät keskustelevat luokittelusta ja päättävät haluamansa luokitteluperusteet kyseisille esineille. Sitten he jakavat kokoelman esineet haluamiinsa luokkiin ja nimeävät nämä luokat. Luokittelun voi tehdä pöydälle ja tallentaa vihkon kaavioon esineiden kuvia piirtäen. Voit jakaa lapsille valmiita kuvia näistä esineitä, joita he sitten liimaavat vihkoonsa. Kun ryhmät ovat valmiita, jokainen ryhmä esittelee vuorollaan omat luokitteluperusteensa. Yleensä huomataan, että samoja esineitä voi jakaa moniin erilaisiin luokkiin, esimerkiksi värin, pinnan, käyttötarkoituksen tai muodon mukaan. Pohdittavaksi voit esittää seuraavia kysymyksiä Tuleeko mieleesi mitään muita luokitteluperusteita? Voisiko esineet jakaa luokkiin sen perusteella, miten helposti ne rikkoutuvat? Miten tutkisit asiaa? Keksitkö jotain muita tutkimusta vaativia luokitteluperusteita? Osaatko jakaa esineet niiden materiaalin mukaan? Aineiden ja materiaalien ominaisuudet 2 Esineiden ominaisuuksien kuvailu Työn tavoitteena on tutustua erilaisiin materiaaleihin ja niiden ominaisuuksiin. luokassa olevia esineitä, pussi paksusta kankaasta tai muovista. Arvausleikki 1 Valitse mielessäsi luokassa näkyvistä esineistä jokin ja kuvaile sen ominaisuuksia lapsille. Kiinnitä huomiota ennen kaikkea esineen materiaaliin ja 10
sen ominaisuuksiin, ei niinkään pakkaukseen, esineen muotoon jne. Kun lapset arvaavat, mikä esine on kyseessä, kerratkaa yhdessä esille tulleet ominaisuudet ja niitä kuvaavat käsitteet. Voitte myös keksiä uusia esinettä kuvaavia sanoja. Leikkiä jatketaan niin, että joku lapsi valitsee esineen luokasta ja alkaa arvuutella. Lapsille kannattaa painottaa, että leikissä on tarkoitus miettiä, mistä aineesta esine on tehty ja kiinnittää huomiota aineen ominaisuuksiin. Apuna voit käyttää muun muassa seuraavia kysymyksiä Minkä värinen esine on? Miltä esine tuntuu? Voiko esinettä tunnistaa hajun perusteella? Jos esinettä liikuttaa, kuuluuko siitä ääntä? Leikkiä voi leikkiä samaan tapaan elävillä asioilla, kuten kasveilla ja eläimillä. Leikkiä voi leikkiä myös niin, että kuvailun sijasta arvailijat esittävät kysymyksiä, joihin arvuuttelija vastaa vain kyllä tai ei. Arvausleikki 2 Tässä leikissä työskennellään pareittain tai pienissä ryhmissä. Laita jokin esine lasten näkemättä tunnustelupussiin, joka on läpinäkymätön, mielellään paksu, kankainen pussi. Pyydä sen jälkeen yhtä lasta tunnustelemaan esinettä kädellään ja kuvailemaan sen ominaisuuksia toisille. Tarkoituksena tässä leikissä on keskittyä sellaisiin ominaisuuksiin, joita emme voi nähdä. Kysymyksiä leikin tueksi Osaatko kuvailla, miltä esine tuntuu? Onko se pehmeä? Pystytkö taivuttamaan sitä? Minkä muotoinen esine on? Miltä esineen pinta tuntuu? Huomaatko jotain, jos ravistat esinettä? Arvausleikeissä on tärkeää, että käytetään sopivaa kieltä ja oikeita käsitteitä. Jos jotkut käsitteet tai termit ovat vieraita, niistä kannattaa keskustella yhdessä. 3 Erilaisia esineitä Työn tavoitteena on tutustuminen luokitteluun oppia kuvailemaan tuntemuksiaan käsitteistön kehittäminen. erilaisia esineitä ja asioita, kuten lusikka, lyijykynä, lapanen, muovimuki, hiekkapaperia, kivi, hedelmiä, kangasta, jääpaloja, koivunlehti, lasipullo ja nalle. Kerää lapset ympärillesi piiriin. Aseta erilaisia esineitä ympyrän keskelle ja pyydä jokaista valitsemaan yksi esine. Tarkoitus on, että esineissä on 11
pinnaltaan kovia, pehmeitä, kylmiä, lämpimiä, liukkaita, karheita, sileitä, kosteita, vahamaisia jne. Kun jokainen lapsi on valinnut oman esineensä, voit pyytää heitä yksitellen kertomaan yhdellä sanalla, miltä esine tuntuu. Sen jälkeen esine voi kiertää piirissä niin, että jokainen saa tunnustella esinettä. Voit vielä selittää, että tarkoitus on kuvailla esineen pintaa. Kun jokainen on saanut kuvailla omaa esinettään, kaikki esineet kootaan luokitteluryhmiin. Esimerkiksi yhdelle pöydälle tai lattiaan merkittyyn ympyrään kootaan kaikki, joita kuvailtiin sanalla kova. Luokitteluryhmät nimetään. Jos ryhmiä tuntuu tulevan liian monta, voidaan yhdessä miettiä ryhmäjakoa uudelleen nimeämällä uusia ryhmiä. Onko joillakin esineillä samoja ominaisuuksia? Voisiko esineet luokitella näiden ominaisuuksien mukaan? Jotkut esineet voivat kuulua useampaankin ryhmään. Ellei käytössä ole useampia samanlaisia esineitä, voit antaa lapsen valita, mihin ryhmään hän haluaa esineensä laittaa tai kirjoittaa esineen nimen lapulle ja lisätä lapun toiseen ryhmään. Tässä työssä on syytä kiinnittää huomiota sopiviin sanoihin. Jos joku käsitteistä, esim. karhea tai sileä, on vieras, siitä voidaan keskustella yhdessä. Työtä voidaan jatkaa ryhmätyönä niin, että esimerkiksi viikon ajan kukin lapsiryhmä täydentää jotakin luokitteluryhmää. Esineet voivat olla esimerkiksi koulualueelta tai kotoa löytyneitä. Viikon kuluttua luokitteluryhmiä voidaan sitten tarkastella koko luokan kanssa. Monistepohjan 1 avulla jokainen ryhmä voi piirtää oman luokitteluryhmänsä muistiin, ja täydennetyt monisteet voidaan laittaa luokan seinälle näkyviin. 4 Tunnustelupussit Työn tavoitteena on harjoittaa tuntoaistia oppia kuvailemaan esineiden ominaisuuksia. erilaisia esineitä, kuten leluja, kyniä, pyyhekumeja, pensseleitä tms. kankainen tai muovinen pussi tai reiällinen laatikko erilaisia kangaspaloja. Työn tarkoituksena on käyttää tuntoaistia esineen tunnistamiseen, vertaa arvausleikki 2 -työtä. Kerää paksuun kangaspussiin tai reiälliseen laatikkoon kokoelma erilaisia esineitä. Jaa lapset pieniin ryhmiin ja pyydä yhtä ryhmän jäsentä tunnustelemalla valitsemaan pussiin katsomatta joku esine. Pyydä lasta kuvailemaan, miltä esine tuntuu. Muut ryhmän jäsenet saavat myös esittää kysymyksiä. Miltä esine tuntuu? Onko esine kova vai pehmeä? Onko esineen pinta sileä vai karhea? Kuinka suuri esine on? Mahtuuko esine kokonaan käteesi? Minkä muotoinen esine on? Onko esine joustava, jos sitä puristaa? Onko se pyöreä, kulmikas, terävä Kun esineen ominaisuudet on selvitetty, lapsi ojentaa pussin seuraavalle 12
ryhmän jäsenelle, joka pussiin katsomatta yrittää tunnustelemalla löytää kuvaillun esineen. Kuvailija tarkastaa, onko lapsi oikeassa. Jos oikeaa esinettä ei löydy, annetaan pussi seuraavalle jne. Se, joka tunnistaa oikean esineen, voi kuvailla seuraavaa esinettä muille, ja leikki jatkuu samaan tapaan. Leikkiä voi jatkaa pareittain niin, että jokainen pari saa vuorotellen kaksi samanlaista tunnustelupussia. Muut parit seuraavat, kun vuorossa oleva pari yrittää katsomatta valita saman esineen pussista. He voivat kertoa toisilleen esineen tuntomerkkejä, ja kun sama esine on löytynyt, se nostetaan molemmista pusseista yhtäaikaa. Jos esineet eivät ole samoja, pari putoaa leikistä pois. Viimeinen pari on voittaja. Pussin sisältöä voi joutua välillä täydentämään tai vaihtamaan. Voit myös tehdä luokan seinälle tunnustelupelin. Liimaa pieniä kangaspaloja näytteeksi pahville ja kirjoita kangaspalan alle yksi sitä kuvaava sana. Lisää pahvin viereen muutamia pusseja, jotka sisältävät erilaisia kangaspaloja, näiden joukossa pahvilla kuvattuja kankaita. Lapset saavat sitten tunnustella seinällä näkyviä kangaspaloja ja sen jälkeen he voivat yrittää löytää pussista oikean kangaspalan. 5 Makujen tunnistus Työn tavoitteena on tutustua makuaistiin luokitella asioita niiden maun perusteella. erilaisia makunäytteitä, kuten juustoa, suolaa, omenaa, sokeria, rusinaa, perunaa ja leipää pieniä kannellisia kuppeja silmälappu tai huivi. Työturvallisuus Tässä työssä on tärkeää muistuttaa lapsia siitä, että mitään ainetta ei saa maistella ilman aikuisen lupaa Kannattaa myös ottaa huomioon allergikot ja diabeetikot sekä käyttää vain kaikille sopivia makuja Maisteluja varten pitää olla eri astiat kuin muiden töiden tekemiseen Esimerkiksi pienet lääkelasit sopivat tähän työhön. Kieli maistaa neljä erilaista makua: makean, karvaan, happaman ja suolaisen. Ravintoaineet liukenevat sylkeen suussamme, ja sen jälkeen kielen pinnassa olevat pienet aistinsolut, makusilmut, kuljettavat makuaistimuksen makuhermoja pitkin aivoihin. Työn voi aloittaa niin, että jokainen lapsi saa tutkia, miten sylki vaikuttaa maun tuntemiseen. Lapset voivat kuivata kielensä esimerkiksi käsipyyhepaperilla ja asettaa kuivalle kielelleen sokeripalan. Tällöin makuaistimusta ei pitäisi tuntea. Kun sokeripala asetetaan uudelleen kostean kielen päälle, makuaistimus havaitaan selvemmin. Valitse muutama (esim. 4 6) elintarvikenäytettä, jotka sopivat kaikille lapsille, ja pyydä lapsia pesemään kätensä ennen työn suorittamista. Näytteissä voi olla esimerkiksi juustoa, suolaa, omenaa, sokeria, rusinaa, peru- 13
naa ja leipää. Laita makunäytteet pieniin kuppeihin ja peitä kupit kannella hajujen estämiseksi. Kiinteät näytteet kannattaa pilkkoa hyvin pieniksi paloiksi jo valmiiksi. Selitä lapsille, että tässä työssä käytetään heidän makuaistiaan. Jokaisen lapsen silmät sidotaan niin, ettei hän näe ruoka-aineita. Kerro, että olet valinnut turvallisia ja hyvänmakuisia ruoka-aineita, joten jokainen voi osallistua työhön. Painota, että koe ei onnistu, jos lapset kurkkivat tai puhuvat mauista ääneen. Ja kun lapsi suorittaa testiä, hänen tulisi pitää nenästään kiinni, ettei hajuaisti sotke makua. Jokainen lapsi tulee yksitellen makutestipaikalle. Kun silmät on peitetty ja nenä tukittu, voit asettaa pienen murun maistettavaa ainetta lapsen kielelle. Muistuta vielä, että kielellä tulisi olla sylkeä, jotta makuaisti toimisi myös kiinteiden aineiden kanssa. Lapsi voi pyörittää makupalaa kielellään ja kokeilla, missä kielen kohdassa hän aistii maun. Seuraavilla kysymyksillä voit auttaa havaintojen ilmaisemista Oliko joku mauista makea, karvas, hapan tai suolainen? Oliko joku mauista helpompi tunnistaa kuin toiset? Missä kielen kohdassa aistit maun? Auttoiko tunnistusta jokin muu aistisi (esim. kuuloaisti porkkanaa purtaessa, tunto leipäpalan pinnasta tai haju appelsiinista)? Kun kaikki neljä makua on käyty läpi, lapsi kirjaa havaintonsa muistiin. Apuna voi käyttää valmista monistepohjaa 2. Näytä lapsille makutestin ruoka-aineet, ja jos he haluavat, voit antaa heidän maistella makuja uudelleen. Kaikille eivät välttämättä esimerkiksi käsitteet hapan ja karvas ole tuttuja, ja silloin niistä on hyvä keskustella yhdessä miettien, mitkä ruoka-aineet ovat karvaita ja mitkä happamia. Voitte myös miettiä yhdessä, miten erilaiset makuyhdistelmät muuttavat aineiden makua. Maistuuko omena hampaiden pesun jälkeen samalta kuin ennen hampaiden pesua? Miltä maistuu ruoka vahvan pastillin jälkeen? 6 Hajujen tunnistus Työn tavoitteena on luokitella aineita hajuaistin perusteella tutustua hajuaistin toimintaan. erilaisia hajunäytteitä, kuten kukkia, etikkaa, sitruunamehua, kahvia, minttuesanssia, hiivaa, cola-juomaa, kalaa ja erilaisia mausteita sekä mansikoita, suklaata tai appelsiinia pieniä kuppeja, esimerkiksi kertakäyttömukeja paperisia nenäliinoja, harsokangasta tai foliota. Työturvallisuus Muistuta lapsia, että tuntemattomia aineita ei saa haistella, ja opeta heitä haistelemaan varovasti kädellä löyhyttelemällä 14
Astmaatikoiden osallistuminen tähän työhön täytyy varmistaa lasten vanhemmilta. Osa hajuista, mm. kala, sitruunamehu ja mansikat, voi aiheuttaa allergisia reaktioita, joten allergiat on otettava huomioon aineiden valinnassa. Hajuaistimus kulkeutuu aivoihin samalla tavalla kuin makuaistimus, mutta hajuaistimuksen synnyttävät eri tuoksulähteistä, esimerkiksi ruuasta, haihtuneet ainehiukkaset, jotka kulkeutuvat nenän aistinsoluihin (ks. kaasutyöt). Nenä on herkempi kuin kieli kieli aistii vain neljää eri makua, joten se pystyy paljon paremmin erottamaan aineita toisistaan. Syödessä haju- ja makuaisti toimivatkin yhdessä, jolloin aineiden erottaminen toisistaan on helpompaa. Työn aluksi voidaan testata hajun leviämistä luokassa. Löyhyttele jotakin voimakasta tuoksua luokan yhdessä nurkassa. Lapset seisovat luokassa tasaisin välein täyttäen koko tilan. Kun joku lapsista tunnistaa hajun, hän nostaa kätensä ylös. Näin seurataan ainehiukkasten liikettä. Tämän osan työstä voi tehdä myös kaasututkimuksien yhteydessä. Kerää sitten voimakkaan tuoksuisia aineita läpinäkymättömiin kuppeihin ja peitä niiden suut nenäliinan ja kuminauhan avulla tai foliolla, jossa on pieniä reikiä. Numeroi kupit ja aseta yhteen numeroimattomaan kuppiin mansikoita, suklaata, appelsiinia tai muuta lapsille mieluista ruoka-ainetta. Kierrätä mansikoita/suklaata/appelsiinia sisältävää kuppia jokaisen lapsen luona ja anna heidän haistella kupin sisältöä. Mitä kuppi sisältää? Onko sisällä oleva aine hyvänmakuista? Saako kupista tuleva haju veden kielellesi? Tuleeko mieleesi hajuja, joiden perusteella et haluaisi laittaa ainetta suuhusi? Muistuttaako joku haju vaarasta? Saako joku tuoksu sinut voimaan pahoin? Mitä tapahtuu, kun haistelet sipulia? Entä pippuria? Muista tässä yhteydessä mainita, ettei kaikkia hajuja ole turvallista haistella. Vaarallisia hajuja ovat muun muassa liuottimet ja palanut muovi. Tuntemattomia hajuja ei koskaan saa haistaa suoraan, vaan hajuja voi ohjata nenään mietoina, kättä hajulähteen päällä liikuttelemalla. Voitte muistella hajuja seuraavien kysymysten avulla Muistatko joitakin tapahtumia, joihin liittyy tietty haju? Miltä joulu tuoksuu? Entä kevät? Mitä muita tuttuja tuoksuja tunnistat? Varsinaisen hajujen tunnistustestin voi tehdä ryhmittäin, pareittain tai jokainen lapsi yksinään. Hajuja haistellaan ensin varovasti kädellä löyhyttelemällä ja vasta, jos hajua ei näin tunne, suoraan purkin suulta. Tunnistetut purkit merkitään monistepohjaan 3. Kaikki hajut eivät ole lapsille tuttuja. Tuntemattomien hajujen kohdalla voit pyytää lapsia kuvailemaan, millainen haju on ja mitä se tuo mieleen. 15
7 Materiaalien sopivuus erilaisiin käyttötarkoituksiin Työn tavoitteena on tutustua eri materiaalien käyttötarkoituksiin sekä erilaisiin ominaisuuksiin, joiden takia tiettyä materiaalia käytetään tietyssä työssä oppia luokittelemaan materiaaleja. erilaisia paperilajeja, kuten kartonkia, sanomalehtipaperia, aikakauslehtipaperia, talouspaperia ja piirustuspaperia erilaisia esineitä, jotka on valmistettu erilaisista materiaaleista, kuten puusta, metallista, kankaasta ja muovista lasten kotoaan tuomia esineitä, joissa on käytetty vähintään kahta eri materiaalia. Materiaalien luokittelu Lapset kiertelevät koulualueella tunnustellen ja keskustellen materiaaleista, joita alueella on käytetty. Keskustelun tueksi voit esittää seuraavia kysymyksiä Miltä materiaalit tuntuvat? Voitko luokitella materiaalit sen mukaan, miltä ne tuntuvat? Voiko materiaaleja luokitella sen mukaan, miltä ne näyttävät? Nämä havainnot ja luokittelut voi tallentaa esimerkiksi ryhmittäin takasivuilta löytyvään monistepohjaan 1. Kiinnitä sitten lasten huomio siihen, mihin tarkoitukseen materiaaleja on käytetty. Esimerkkikysymyksiä Mitkä materiaalit tuntuvat hyvältä ihoa vasten? Mitä materiaaleja et haluaisi pitää päälläsi? Minkä materiaalien päällä voi istua? Mitkä materiaalit suojaisivat sateelta? Millä materiaalilla voisit puhdistaa pöydän, jolle on kaatunut maitoa? Mitkä materiaalit ovat peräisin elollisesta luonnosta? Muista myös kysyä perusteluja näihin vastauksiin. Yhdessä voidaan myös keskustella, mitä materiaaleja voidaan käyttää samoihin tarkoituksiin ja mitkä materiaalit eivät sovi tiettyihin tarkoituksiin. Erilaisia paperilajeja Tässä työssä tutustutaan yhteen materiaaliin ja sen eri ominaisuuksiin. Esimerkkinä on paperi, jonka ominaisuuksia mietitään ensin seuraavien kysymysten avulla Mikä paperilaji sopii parhaiten paperihattuun? Millä paperilla pyyhit parhaiten pöydälle kaatuneen maidon? Mikä paperilaji sopii parhaiten kirjan sivuiksi? Entä sanomalehden? Pyydä perusteluja edellä oleviin kysymyksiin. Yhdessä voidaan myös miettiä muun muassa seuraavaa Miten voisit tutkia eri paperilajien sopivuutta eri tilanteissa? Miksi toisen kirjan, esimerkiksi sanakirjan sivut ovat ohuemmasta paperista kuin lastenkirjan sivut? Miksi sanomalehti painetaan aina samantyyppiselle paperille? Miksi aikakauslehdet painetaan kiiltävälle paperille? Vastauksissa tärkeintä on miettiä, miksi haluttu ominaisuus on tarpeen tiettyyn käyttöön. Materiaalien ominaisuuksien ja niiden käytön yhteyttä 16
voi myös miettiä seuraavien kysymysten avulla Miksi pehmonalleja ei tehdä metallista? Mistä materiaalista uimakellukkeet on tehty? Miksi? Mistä materiaalista ilmapallot valmistetaan? Miksi? Millaisesta materiaalista kylpypyyhkeet valmistetaan? Miksi? Miksi kumisaappaat ovat hyviä sateisena päivänä? Miksi lapaset neulotaan villalangasta? Miksi saksien teräosa on valmistettu metallista? Materiaalien käyttö Tässä työssä tutkitaan eri materiaaleja ja niiden käyttötarkoituksia. Kerää kokoelma esineitä, joista ainakin yksi on valmistettu puusta, metallista, kankaasta, lasista, muovista ja paperista. Pyydä lapsia piiriin ympärillesi ja levitä kokoelma piirin keskelle. Työn voi tehdä myös pienemmissä ryhmissä. Lapset valitsevat kukin yhden esineen ja miettivät, mihin sitä esinettä käytetään. Joillakin esineillä voi olla useampia käyttömahdollisuuksia ja varsinkin samasta materiaalista valmistetuilla esineillä voi olla erilaisia käyttötarkoituksia. Seuraavilla kysymyksillä voit tukea keskustelua Mistä materiaalista esine on valmistettu? Mihin esinettä käytetään? Miksi esine sopii siihen käyttötarkoitukseen? Mitä muita, samasta materiaalista valmistettuja esineitä luokassa on? Lapset voivat monistepohjan 4 avulla kerätä listaa esineistä, jotka on valmistettu puusta, muovista, metallista jne. Kun lista erilaisista esineistä on valmis, lasketaan, mitä materiaalia on käytetty eniten. Lapset voivat tehdä kotona samanlaisen listauksen. Jos tulos on erilainen kuin koulussa, mietitään yhdessä, miksi kotona käytetään erilaisia materiaaleja. Työtä jatketaan niin, että ryhmissä mietitään, mihin esineitä käytetään ja miksi esine on valmistettu juuri tästä materiaalista. Esimerkiksi Miksi legopalikat on valmistettu muovista? Miksi verhot ovat kankaisia? Miksi monet ovenkahvat on valmistettu metallista? Miksi ikkunat valmistetaan lasista? Miksi kattilan kahvaosat ovat yleensä muovisia ja itse kattila metallinen? Vastauksia on monenlaisia, mutta olennaisin saadaan varmasti selville lisäkysymyksellä. Esimerkiksi Miksi ikkunoita ei valmisteta puusta tai metallista? Vastaukset voidaan kirjata vihkoon. Useita materiaaleja samassa esineessä Työssä tutustutaan esineisiin, joihin on käytetty useampia materiaaleja. Yhdessä mietitään, mikä tehtävä kullakin materiaalilla esineessä on. Pyydä lapsia tuomaan kotoaan joku esine, jossa on käytetty ainakin kahta erilaista materiaalia. Koulussa tutustutaan ryhmissä lasten tuomiin esineisiin ja mietitään, miksi juuri tiettyjä materiaaleja on käytetty esineessä. Ryhmät voivat piirtää esineistä kuvan ja merkitä kuvaan eri materiaalit ja niiden merkityksen. Kuvista voidaan kerätä juliste luokan seinälle. Jokainen ryhmä esittelee esineensä ja niiden materiaalit muille ryhmille. 17
8 Uppoamis- ja kellumisilmiöön tutustuminen Työn tavoitteena on tiheys-käsitteen ymmärtäminen uppoamisen ja kellumisen periaatteen oppiminen. kokoelma esineitä, joista toiset kelluvat ja toiset eivät, mukana esimerkiksi puunpalanen, foliopallo, muovilusikka, metallilusikka, kivi, korkki, appelsiininkuorta, pala taulusientä ja legopalikka muovailuvahaa isoja vateja vettä astianpesuainetta. Kerää kokoelma esineitä, joista toiset kelluvat ja toiset eivät. Työn voi toteuttaa pienissä ryhmissä tai koko luokan kanssa ja sen voi tehdä yhdessä työpisteessä, kun muut lapset tekevät samaan aikaan muita töitä. Tällöin ei tarvitse olla kuin yksi kokoelma esineitä. Ennen varsinaista työtä lapset tutkivat esineitä ja tekevät oletuksia siitä, mitkä esineet kelluvat ja mitkä uppoavat. Oletukset eli hypoteesit voi kirjata monistepohjaan 5. Minkä esineiden luulet uppoavan? Entä kelluvan? Mistä esineistä et ole varma? Työssä seurataan esineiden kellumista ja uppoamista, ja havainnot voidaan piirtää monistepohjaan. Työpisteessä on yksi iso vesiallas, joka on mieluiten läpinäkyvää muovia. Veteen tiputetaan muutama astianpesuainepisara, ettei veden pintajännitys vaikuta. Lapset asettelevat esineet vedenpinnalle ja seuraavat, mitkä esineistä uppoavat. Havaintojen piirtämisen lisäksi lapset voivat keskustella aiheesta esimerkiksi seuraavien kysymysten avulla Mitä yhteistä on uponneilla esineillä? Entä kelluvilla esineillä? Kelluvatko toiset esineet syvemmällä kuin toiset? Uppoaako joku esine vasta jonkin ajan kuluttua? Mistä se johtuu? Vaikuttaako esineen muoto uppoamiseen? Miten tutkisit sitä? Esineen muodon vaikutusta uppoamiseen voidaan tutkia esimerkiksi sinitarran tai muovailuvahan avulla. Miten muovailuvahan saa kellumaan? Mikä muovailuvahan muodossa on tärkeää kellumisen kannalta? Jos vastausta on vaikea löytää, voi esimerkkinä miettiä venettä, joka pysyy pinnalla muotonsa ansiosta. Myrskyisellä ilmalla vene voi täyttyä vedellä ja upota. Miksi? Miten ilma vaikuttaa kellumiseen? Vaikuttaako se, kuinka paljon esine painaa, siihen, miten hyvin se kelluu? Näiden kysymysten avulla päästään uuteen käsitteeseen: tiheys. Esineet, joiden tiheys on pienempi kuin veden, kelluvat. Vettä tiheämmät esineet uppoavat. Tiheys ilmoittaa, kuinka suuri massa on yhdellä tilavuusyksiköllä ai- 18
netta. Kun kyseessä on vene, joka kelluu veden pinnalla, veneen muoto vähentää koko systeemin tiheyttä. Samoin pesusieni kelluu niin kauan kunnes sen sisällä oleva ilma korvautuu vedellä. Kupliminen johtuu siitä, että ilmakuplat pyrkivät vedenpintaan. Työtä voidaan laajentaa miettimällä muun muassa seuraavia kysymyksiä Miksi pelastusliivit pitävät ihmisen pinnalla? Entä uimakellukkeet? Miten sukellusvene toimii? 9 Nesteiden tiheys Työn tavoitteena on nesteiden tiheyden merkityksen ymmärtäminen. erilaisia nesteitä, kuten vettä, maitoa tai mehua, siirappia, ruokaöljyä, kaasutinspriitä ja mehukeittoa kapea ja korkea lasi, esimerkiksi maljakko tai mittalasi. Työturvallisuus Muistuta lapsille, ettei aineita saa missään tapauksessa maistella. Voit aloittaa työn selvittämällä lasten ennakkokäsityksiä seuraavilla kysymyksillä Mitä tapahtuu, jos öljyä kaataa veteen? Mitä voit päätellä öljyn tiheydestä? Edellisessä työssä tutustuttiin kiinteiden aineiden tiheyteen. Myös nesteillä on tietty tiheys. Sellaiset toisiinsa sekoittumattomat nesteet, joilla on eri tiheys, asettuvat erilaisiksi kerroksiksi toistensa päälle. Poikkeuksena ovat nesteet, jotka liukenevat toisiinsa; ne eivät muodosta erillisiä kerroksia. Tässä työssä on tarkoitus järjestää erilaisia nesteitä järjestykseen niiden tiheyden mukaan. Työssä tarvitset erilaisia nesteitä sekä korkeareunaisen kapean lasin. Lapset katsovat ja liikuttelevat nesteitä tästä syystä nesteet on hyvä siirtää läpinäkyviin astioihin ja merkitsevät havaintonsa muistiin. Voit auttaa heitä havainnoimaan seuraavin kysymyksin Mikä nesteistä on herkkäliikkeisintä? Mikä nesteistä liikkuu hitaimmin? Mitä muuta eroa nesteillä on? Pyydä seuraavaksi lapsia miettimään aineiden tiheyksiä. Minkä nesteen tiheyden oletat olevan suurin? Minkä nesteen pienin? Mihin järjestykseen laittaisit nesteet pienimmästä tiheydestä suurimpaan? Miksi? Lapset suunnittelevat kysymysten avulla tutkimuksen kulkua ja tekevät oletuksia. Oletuksille eli hypoteeseille pitää kuitenkin olla joku peruste. Muistuta kuitenkin lapsia, että oletukset eivät useinkaan pidä paikkaansa, ja että tämä kuuluu asiaan. Oletuksilla ei haeta oikeita vastauksia, vaan halutaan saada lapset ajattelemaan. Tutkijatkin tekevät hypoteeseja tutkiessaan jotakin asiaa. Hypoteesit voi kirjata monistepohjaan 6. Mikä aine kaadetaan ensin? Miksi? Mikä seuraavaksi? jne. Jos nesteitä on tarpeeksi paljon, työ on paras tehdä pienissä ryhmissä. Muuten työ tehdään opettajan johdolla koko luokan kanssa. Koska aineiden 19
mahdollinen sekoittuminen voi vaikuttaa tuloksiin, on tärkeää, että hypoteesien avulla mietitään valmiiksi, mikä aine kaadetaan lasiin ensin. Lasten omista oletuksista voidaan kerätä taululle yhteenveto, jonka mukaan aineet kaadetaan lasiin. Kaada nesteet varovasti lasin reunaa pitkin tai lusikan avulla, etteivät nestekerrokset pääse liukenemaan toisiinsa. Lapset seuraavat nestekerrosten muodostumista ja värittävät monistepohjaan 6 nestekerrosten järjestyksen. Nesteiden nimet on hyvä kirjoittaa piirroksen viereen. Lopuksi tulosta verrataan hypoteesiin, asiasta keskustellaan ja tehdään yleistys. 10 Perunan kelluminen Työn tavoitteena on suolaisen ja makean veden tiheyksien eron havaitseminen. peruna (tai keitetty kananmuna) vettä suolaa astioita lusikka. Lapsista joku on ehkä käynyt uimassa Kuolleessa meressä. Joku on ainakin saattanut nähdä kuvia siitä, kuinka ihmiset kelluvat suolaisessa vedessä. Kuolleen meren suolapitoisuus on 24-26% eli niin suuri, ettei meressä elä kaloja tai kasveja. Suolapitoisuus nostaa meriveden tiheyttä, jolloin se on suurempi kuin ihmisellä ja ihminen kelluu vedessä väkisinkin. Tässä työssä on tarkoitus tutkia perunan avulla, voidaanko suolan avulla nostaa veden tiheyttä. Mitä perunalle tapahtuu, kun sen laittaa veteen? Mitä päättelet perunan tiheydestä? Mitä tapahtuu veden tiheydelle, jos siihen liuottaa suolaa? Miten tutkisit sitä? Lapset saavat mahdollisimman pitkälle itse miettiä tutkimuksen toteutustavan, mutta seuraavista tavoista voi antaa vinkkejä. Vettä voi värjätä esimerkiksi mehutiivisteellä tai elintarvikevärillä, jolloin värjäämättömän suolaveden päälle voi varovasti kaataa esimerkiksi lusikan avulla värjättyä suolatonta vettä, jolloin erilaiset vesikerrokset asettuvat päällekkäin. Sitten peruna lasketaan varovasti veteen ja tutkitaan, mihin kohtaan se asettuu. Toinen tapa on valmistaa suolaliuosta toiseen astiaan ja kokeilla, saadaanko peruna kellumaan. Vertailun vuoksi perunan kellumista voidaan kokeilla puhtaassa vedessä. Huom! Peruna kelluu kylläisessä suolaliuoksessa eli silloin, kun suolaa on vedessä niin paljon, ettei sitä enää liukene siihen vaan osa jää astian pohjalle. Suolaa liukenee kädenlämpöiseen veteen noin 10 tl/1 dl. Tulokset kirjataan/piirretään vihkoon ja niistä keskustellaan. Jos joku ei ole saanut perunaa kellumaan, mietitään yhdessä, miksi näin ei tapahtunut. Jokaisen työn kohdalla täytyy aina miettiä, onko tutkimus ollut luotettava, eli saadaanko sama tulos toistamalla koe useita kertoja, ja onko olemassa tekijöitä, jotka aiheuttaisivat virheellisen tuloksen. 20