MAALIEN KEMIAA, TUTKIMUKSELLISUUTTA YLÄKOULUUN JA TOISELLE ASTEELLE Riitta Latvasto 1 & Päivi Riikonen 1 1 Kemian opettajankoulutusyksikkö, Helsingin yliopisto Tiivistelmä Artikkelissa esitellään tutkimuksellinen kemian oppilastyö, jonka tarkoituksena on antaa merkitystä kemian osaamiselle oppilaiden omassa elämässä tutustumalla maalin valmistukseen, maalin sisältämiin komponentteihin ja maalikalvon tunnistamiseen. Työ soveltuu yläkoulusta ammattikouluun ja lukioon. Työ liittyy yläkoulun kemian (POPS, 2014) sisältöihin: S2 Kemia omassa elämässä ja elinympäristössä, S3 Kemia yhteiskunnassa sekä S5 Aineiden ominaisuudet ja rakenne. LOPS (2015) yksi tavoite on kehittyä luovaksi ja kriittiseksi ajattelijaksi kokeellisen työskentelyn avulla. Maalien kemia työ koostuu teoriasta, laboratoriotyöskentelystä sekä tutkimuksellisuudesta. Työ arvioidaan formatiivisesti. Työstä voidaan tehdä itse- ja vertaisarviointi työn lopuksi. 1 Johdanto Maalit kuuluvat arkikemian piiriin. Tässä työssä maaleja tutkitaan arjen kannalta: millä maalilla voi maalata tunnistamattoman maalipinnan? Tällöin päädytään pohtimaan eri yhdisteiden liukoisuuksia. Lisäksi tutustutaan maalin valmistukseen ja sen ympäristöseikkoihin. Laboratoriotyöskentelytaitojen kehittämisen kannalta työ soveltuu jo yläkoulun toiselle kemian kurssille. Työssä opitaan yhteistyö- ja argumentointitaitoja sekä tutkimuksen tekoa suunniteltaessa laboratoriotyötä sekä tulkitsemalla ja esittämällä työssä saatuja tuloksia, jotka ovat yksi POPS:n (2014) tavoitteista yläkoulun kemiassa. Tässä työssä valmistetaan punamultamaalia ja tunnistetaan maalipintoja. LOPS:ssa (2015) määritellään yhdeksi kemian opiskelijan tavoitteeksi kehittyä kokeellisen työskentelyn kautta luovaksi ja kriittiseksi ajattelijaksi sekä yhteistyötaitoiseksi opiskelijaksi. Tämän työn tavoitteena on kehittää laboratoriotyöskentely- ja yhteistyötaitoja sekä tutkimuksen tekemistä. Punamultamaalin valmistus antaa esimerkin maalinvalmistusprosessista ja tutustuttaa maalin eri komponentteihin. Maalipinnan tunnistaminen on tärkeää käytännön maalaamisessa. Usein halutaan maalata pintaa, joka on jo entuudestaan maalattu ja aiemman maalin ja uuden maalin pitää olla samantyyppisiä (Suomela Oy, 2016; Tikkurila Oy, Maalin tunnistus; Tikkurila Oy, Maalilinja). Työ koostuu tutkimuksellisuudesta ja laboratoriotyöskentelystä, joita voidaan arvioida formatiivisesti. Työssä kerrotaan myös TVT-mahdollisuuksista ja aiheeseen sopivista verkkosivuista.
Maalien kemia -työssä on huomioitu erilaiset oppilaat. Työstä löytyvät eriytetyt työohjeet. Työskentelystä arvioidaan työhön paneutumista, työnjakoa, ryhmätyöskentely-, laboratorio sekä itsenäisiä työskentelytaitoja. Arvioinnissa voidaan keskittyä työn lopputuloksiin ja tehtyihin johtopäätöksiin, niiden perusteluihin, argumentointiin ja raportin selkeyteen sekä sisältöön. Oppilaat voivat tehdä esimerkiksi oppimispäiväkirjaa, esitelmiä tai tutkielmia pienistä osa-alueista. Oppilaat voivat tehdä itse- ja vertaisarvioinnit työn päätyttyä. 2 Teoria 2.1 Maalien kemiaa Tässä projektityössä on tarkoitus tutustua erilaisiin maaleihin ja niiden käyttötarkoituksiin sekä maalinvalmistukseen. Työssä tutkitaan erilaisia maalipintoja ja pohditaan, miltä mikäkin maalityypin pinta näyttää ja miten maalipinnat erottaa toisistaan. Työssä on myös tarkoitus kokeilla, miksi öljymaalia ei saa maalata vesiohenteisen maalin päälle ja pohtia syytä tähän. Maalipinnoilla tehdään kokeita maalityypin selvittämiseksi. Lopuksi valmistetaan punamultamaalia keittämällä ja samalla oppilaat näkevät maalinvalmistuksen konkreettisesti sekä voivat pohtia maalissa mukana olevien komponenttien merkitystä seoksessa ja lopullisessa maalipinnassa. Työ on melko suljettu tutkimus. Oppilaan työohjeessa on ehdotettu, miten työtä voi eriyttää eri tasoille. Tässä työssä ei vaadita kovin suurta laboratoriotyöskentelytaitojen osaamista, joten työ sopii jo toiselle kemian kurssille peruskoulussa. Työssä voi oppia laboratoriotyöskentelyn ja tutkimuksellisuuden perustaitoja. 2.2 Maalien koostumus ja maalityypit Maalit koostuvat sideaineesta, pigmenteistä, liuottimista ja apuaineista. Sideaineen tehtävä on sitoa maalin muut ainesosat yhteen ja kiinnittää maali alustaansa. Sideaine siis muodostaa maalikalvon. Sideaineet ovat kiinteitä tai nestemäisiä polymeerejä. Pigmentit antavat maalille värin ja peittokyvyn. Joitain pigmenttejä saadaan luonnosta kuten punaista rautaoksidia, kalsiittia, talkkia ja kaoliinia. Useimmat pigmentit valmistetaan kuitenkin teollisesti. Liuotin liuottaa maalin sideaineen. Liuottimien ja ohentimien avulla säädellään maalin levitysominaisuuksia. Eri liuottimet liuottavat eri sideaineita. Liuottimina maaleissa käytetään vettä ja helposti haihtuvia orgaanisia liuottimia. (Puun teollinen pintakäsittely, Tikkurila Oy, 2009) Maalit voidaan jakaa sideaineen, ohenteen tai kuivumistavan mukaan. Maalityyppejä on lukuisia. Perinteisiä maalityyppejä ovat keitto-, pellavaöljy- ja kalkkimaalit. Sideainetyypin mukaan
jaettaessa maalityypit ovat lateksimaalit, alkydimaalit ja öljymaalit. Ohenne maaleissa voi olla vesi, liuotin tai maali voi olla liuotteeton. Kuivumistavan mukaan jaoteltaessa maalit kuivuvat fysikaalisesti haihtumalla, hapettumalla tai maalikalvo muodostuu reaktion seurauksena. (Puun teollinen pintakäsittely, Tikkurila Oy, 2009) Vesiohenteiset maalit kuivuvat pääasiassa fysikaalisesti haihtumalla. Vesiohenteisissa maaleissa sideaine on polymeeri, joka muodostaa veden kanssa emulsion. Alkydimaaleissa sideaine on alkydi eli öljyllä modifioitu polyesterihartsi. Reagoidessaan ilman hapen kanssa alkydi muodostaa maalikalvon. Öljymaaleissa sideaine on kuivuva öljy, kuten pellavaöljy. Maalikalvo muodostuu ilman hapen reagoidessa öljyn kanssa. Sisämaaleina käytetään yleensä vesiohenteisia maaleja. (Helsingin yliopiston sivut, 2016; Työterveyslaitos, 2016) 2.3 Maalin valmistus Maalien valmistusprosessit ovat melko yksinkertaisia. Maalin valmistuksen vaiheet ovat raakaaineiden annostelu, esisekoitus, dispergointi, jälkisekoitus, viimeistely, mahdollinen korjaus, sävytys, suodatus ja täyttö. Koska maalin raaka-aineet ovat nestemäisiä ja kiinteitä aineita, ne tulee aluksi huolellisesti sekoittaa toisiinsa ja saadaan niin sanottu pasta. Tämän jälkeen seuraa maalinvalmistuksen tärkein vaihe eli dispergointi. Dispergoinnissa saatu pasta jauhetaan hienoksi, pigmenttihiukkaset irtoavat toisistaan ja jakaantuvat täydellisesti maaliin. Täydellinen dispergointi on tärkeää, että maalille saadaan optimaalinen värivoimakkuus, hyvä peittokyky, korkea kiilto ja hyvä sääolojen kestokyky. Dispergoinnin jälkeen lisätään muut raaka-aineet ja maali saa lopulliset ominaisuutensa. Kuvassa 1 on esitetty maalin valmistusprosessi. (Saarinen, 2010; Tikkurila Oy, Ympäristöselonteko, 2003.) Kuva 1. Maalin valmistusprosessi. (Saarinen, 2010)
2.4 Maalikalvon muodostuminen ja maalin tunnistus Maalin pitää olla juoksevassa muodossa, kun maalia levitetään alustalle. Maalikalvo muodostuu joko kovettumalla reaktion seurauksena tai liuottimen haihtuessa maalipinnasta. Maalikalvo voi myös muodostua yhtä aikaa molemmilla edellisillä tavoilla. Vesiohenteisen maalin kalvo muodostuu vähitellen veden haihtuessa, tämä on esitetty kuvassa 2. (Puun teollinen pintakäsittely, Tikkurila Oy, 2009; Meredith Corporation, 2016; Glendon Mellow, 2011.) Kuva 2. Maalikalvon muodostuminen fysikaalisesti haihtumalla. a) Vasta maalattu pinta, b) Liuottimen haihtuminen märästä maalista, c) Kuiva maalikalvo. Usein halutaan maalata pintaa, joka on jo entuudestaan maalattu. Tällöin aiemman maalin ja uuden maalin pitää olla samantyyppisiä. Vesiohenteisen maalin päälle voidaan maalata vesiohenteisella maalilla, mutta ei öljymaalilla, koska öljymaalin liuotin pehmentää vesiohenteisen maalin kalvoa. Öljymaalin päälle voidaan maalata öljymaalilla, mutta myös vesiohenteisella maalilla. Punamultamaalilla maalattu pinta voidaan maalata punamultamaalilla tai muulla lietemaalilla. Kuullotepinta voidaan maalata kuullotteella tai muulla peittävällä tuotteella. Maalausta suunniteltaessa on siis tärkeää tunnistaa maalattavalla pinnalla olevan maalin tyyppi. (Suomela Oy, 2016; Tikkurila Oy, Maalin tunnistus; Tikkurila Oy, Maalilinja.) Maalin voi tunnistaa maalipinnan rakenteesta ulkonäön perusteella. Kuvassa 3 on esitetty kuvat eri maalityypeistä puupinnoilla. Vesiohenteisen maalin pinta on liuskemainen ja öljymaalin krokotiilinnahkamainen. Punamultamaalien ja kuullotteiden pinnassa ei ole yhtenäistä maalikalvoa. Kuullotteen läpi näkyy puun pinta. Tunnistettaessa maaleja, pintoja voidaan hieman hangata, esim. punamultamaalista irtoaa punaista pigmenttiä. Vesiohenteisen maalin ja öljymaalin erottaa tutkimalla liukoisuutta natriumhydroksidiin ja etanoliin. Etanoli liuottaa vesiohenteisen maalin pintaa, mutta ei vaikuta öljymaaliin. Natriumhydroksidi puolestaan kellastuttaa ja pehmittää öljymaalia, mutta ei vaikuta vesiohenteiseen maaliin. Punamultamaalit liukenevat jossain määrin jo pelkkään kuumaan veteenkin. (Tikkurila Oy, Maalin tunnistus; Siivous.info & V-S Välitys, 2016.)
Kuva 3. Vesiohenteinen maali, öljymaali, punamultamaali ja kuullote, vasemmalta oikealle ja ylhäältä alas. (Fintex maalikauppa; Kymin palokärki. Maalikauppa; Tikkurila Oy, Valtti Color kuullote). 2.5 Maalien ympäristöasioita Maalaamista, maalipintojen tutkimista ja punamultamaalin tekoa ei voi pitää ympäristöystävällisenä toimintana. Puutalojen maalaaminen suojaa puuta lahoamiselta ja sitä kautta pidentää lautaverhouksen käyttöaikaa, mutta punamultamaaleja lukuun ottamatta maalikalvot ovat muovin kaltaisia. Ympäristöystävällisyys on huomioitu mahdollisimman hyvin Joutsenmerkityissä maaleissa. Joutsenmerkityissä maalissa ei käytetä syöpää aiheuttavia, perimää vaurioittavia tai lisääntymiselle vaarallisia yhdisteitä. Joutsenmerkityissä maaleissa ei saa olla hitaasti hajoavia biokertyviä ja myrkyllisiä orgaanisia aineita eikä ftalaatteja. Ne eivät sisällä myöskään raskasmetalleja, formaldehydejä, haihtuvia aromaattisia hiilivetyjä eikä bisefenoli-a-yhdisteitä. Joutsenmerkityt maalit ovat läpäisseet säänkestävyyttä mittaavat testit. Joutsenmerkittyjä maaleja löytyy sisä- ja ulkokäyttöön. (Auranmaa, 2016.) 3 Arviointi POPS (2014) mukaan oppilaan arvioinnin tehtävänä on kannustaa ja ohjata opiskelua sekä auttaa kehittämään itsearviointitaitoja. Arvioinnin tulee olla monipuolista. Oppimista edistävä arviointi on painoalueena uudessa opetussuunnitelmassa. Opettajan antamalla palautteella on huomattu olevan suuri merkitys oppilaiden käsitykseen itsestään oppijana ja ihmisenä. Arvioinnin avulla opettaja voi ohjata oppimista tiettyyn suuntaan ja suunnitella eriyttämistä. Arviointi on työkalu niin oppilaalle kuin opettajallekin. (POPS, 2014)
Oppilaiden työskentelyä arvioidaan jatkuvasti eli formatiivisesti. Työskentelyssä voidaan arvioida mm. työhön paneutumista, työnjakoa, ryhmätyöskentely-, laboratorio sekä itsenäisiä työskentelytaitoja. Työskentelyssä voidaan arvioida työn lopputuloksia ja tehtyjä johtopäätöksiä, niiden perusteluja, argumentointia ja raportin selkeyttä sekä sisältöä. Oppilaat voivat tehdä myös esimerkiksi oppimispäiväkirjaa, esitelmiä tai tutkielmia pienistä osa-alueista. Oppilaat voivat tehdä itse- ja vertaisarvioinnit työn päätyttyä. Oppilaiden tulisi voida opiskella omalla lähikehityksen vyöhykkeellä, jotta mm. vältettäisiin kuilun syntyminen, jossa osaavat oppilaat oppivat lisää ja kuilu osaamattomien ja osaavien välillä kasvaa. Tällaista tilannetta nimitetään Matteus-vaikutukseksi. Opetuksessa tulee huomioida yksilöllisesti opiskelijoiden taitotasot. (Hattie, 2009) Opiskelijoiden pitäisi antaa olla aktiivisia ja heidän ikätasonsa mukainen ajattelutaito pitäisi ottaa huomioon kokeellisessa työskentelyssä. Osa opiskelijoista tunnistaa oman osaamisen tason varsinkin lukioikäisenä, jolloin he voisivat itse valita sopivan vaatimustason mukaisia tehtäviä. SOLO-tasoja hyödyntämällä opettaja saa otettua opiskelijoiden ajattelun tasot mahdollisimman hyvin huomioon opetusta suunniteltaessa. SOLO-tasot huomioimalla, voidaan ohjata opiskelijoita kehittymään sopivalla tasolla, opiskelijoiden yksilölliset erot huomioiden. Jotta kemiaa ymmärtäisi syvällisemmin, opiskelijoiden tulee käyttää korkeamman tason ajattelutaitoja ja kehittää omaa ajatteluaan. Korkeampiin ajattelutaitoihin ajatellaan kuuluvat mm. ongelmanratkaisutaidot, soveltaminen, analysoiminen ja syntetisoinnin taitoja. Kokemuksellinen kemian oppiminen on tärkeää, sillä silloin opiskelija pystyy operoimaan käsitteellisesti korkeammalla tasolla. Solo-taksonomia on arvioinnin apuväline, jolla arvioidaan opiskelijan ajattelun ominaispiirteitä erilaisissa oppimistilanteissa. (Tomperi, 2015) Kolmella ensimmäisellä tasolla tiedon määrä lisääntyy (kvantitatiivista) ja 2 viimeisellä tasolla ymmärrys syvenee (kvalitatiivista). Esim. Solo-tasolla 3, opiskelija pystyy käsittelemään tutkittavaa aihetta useista näkökulmista, mutta hän ei pysty yhdistämään niitä. Asiat ovat irrallisia. Solo-taso 4 vastaa ikätasoa 12 16 vuotta, joka vastaa peruskoulun yläkoululaisten ikää. Yläkoululaiset pystyvät muodostamaan syy-seuraussuhteita ja yhdistelemään irrallista tietoa kokonaisuuksiksi. Heillä on suuri työmuistikapasiteetti. Solo-tasolla 5 vastaa lukiolaisten ajattelun tasoa, jolloin ollaan laajennetun abstraktin tasolla. Opiskelijoiden toimintaa voidaan suunnata osaamistavoitteiden suuntaisesti: tekemällä hypoteeseja, yleistämällä, reflektoimalla, kehittämällä, keksimällä, todistamalla ja ratkaisemalla. (Tomperi, 2015) Opiskelijoille tulisi tarjota riittävän haastavia tehtäviä, jotta opiskelu olisi mielekästä ja motivoivaa. Uusimmassa lukion opetussuunnitelmissa (2015) korostetaan kokeellista työskentelytapaa. SOLO-taksonomia tukee tätä ajattelutapaa. Lukion opetussuunnitelmien mukaan
"opiskelijoita rohkaistaan ratkomaan avoimia ja riittävän haastavia tehtäviä, havaitsemaan ongelmia sekä esittämään kysymyksiä ja etsimään vastauksia." (LOPS 2016). 3.1 Tuntisuunnitelmat Tässä laboratoriotyössä tutustutaan erilaisiin maaleihin. Työssä tehdään punamultamaalia ja tarkastellaan eri maaleilla maalattuja pintoja. Oppilaille on hyvä varata työaikaa 2-3 h, riippuen oppilaiden harjaantuneisuudesta laboratoriotyöskentelyssä. Laboratoriotyöskentely etenee neljässä eri vaiheessa. Punamultamaalin teossa on yksi 20 minuutin sekoitus hetki ja toinen 25 minuutin sekoitus hetki, joiden aikana tehdään seuraavat tutkimukset: 1. Perinteisen punamultamaalin teko 2. Tutkitaan eri maalipintojen ulkonäköä. 3. Tutkitaan miten maalipinta käyttäytyy taivutettaessa. 4. Tutkitaan erilaisten kuivien maalipintojen liukoisuutta. Oppilaan työohje ja työhön liittyvä työturvallisuusohje löytyvät oheisesta työohjeesta. Punamultamaalin aineosien merkitys maalissa on seuraavanlainen. Punamultamaalissa vesi toimii liuottimena. Rautasulfaatti (FeSO4) toimii lahonsuoja-aineena. Rautaoksidi (Fe2O3) määrittää maalin tulevan värin. Maalin sideaineina toimivat ruisjauhot sekä pellavaöljyvernissa. Punamullan sijasta voidaan käyttää keltamultaa, jolloin myös rautasulfaatin sijasta käytetään sinkkioksidia, näin saadaan tehtyä keltamultamaalia. (Keltamulta on kidevedellistä punamultaa, kun sitä kuumennetaan n. 150 asteeseen, vesi irtoaa ja mullan väri muuttuu punaiseksi.) (Kemian laitos, 2016.) Kuvassa 4 oppilaat keittävät punamultamaalia laboratoriossa. Kuva 4. Oppilaat tekevät punamultamaalia.
4.1. Ennakkovalmistelut Työturvallisuus huomioiden laboratoriossa työskennellessä käytetään työtakkia, suojakäsineitä ja suojalaseja. Pellavaöljyvernissa on itsesyttyvää (kts. Pellavaöljyn käyttöturvallisuustiedote) Punamultamaalin teossa käytetään rautasulfaattia FeSO4. Rautasulfaatti pölyää ja ärsyttää silmiä, sekä on lisäksi myrkyllinen eliöstölle. Punamultamaali on valmistettava vetokaapissa ja siitä nousevaa pölyä on vältettävä hengittämästä. (Pajutex Oy verkkokauppa; Punamullan käyttöturvallisuustiedote, 2006.) Työturvallisuudesta on kerrottu tarkemmin oppilaantyöohjeessa, joka on erikseen liitteenä. Työssä tarvittavat maalinäytteet valmistetaan etukäteen maalaamalla neljällä eri maalilla puupinnoille esimerkiksi 3 cm x 10 cm aloja. Käytettävät maalit: vesiliukoinen maali, öljymaali, kuullote ja punamultamaali. (Punamultamaalia voi tehdä ennakkoon pienen erän maalitutkimuksia varten.) Maalipintojen annetaan kuivua vähintään vuorokausi. Maalinäytteitä ei ole välttämätöntä valmistaa ennakkoon, mikäli ne löytyvät esimerkiksi koulun tai oppilaiden kotoa, tarpeettomasta maalatusta puutavarasta. Tutkittavina maaleina voidaan käyttää myös koulun tai oppilaiden kotoa löytyviä tarpeettomia maaleja. Maalien kovuus- ja haurauskokeita varten valmistetaan maalipintaa tuorekelmulle. Testiä varten teipataan 20 cm x 30 cm tuorekelmua pahvilevylle ja sille maalataan 10 cm x 2 cm aloja testattavia maaleja suhteellisen paksuina kerroksina. Maalivanojen annetaan kuivua vähintään vuorokausi. 3.2 TVT:n käyttö maalien kemiassa Yhdisteiden rakennekaavojen piirtäminen ohjelmilla Maaliyhdisteiden rakenteita voidaan piirtää erilaisilla piirto-ohjelmilla, kuten monipuolisen ChemSketch-ohjelman avulla. Ohjelman tiedostoista löytyy runsaasti valmiita kaavoja. Molekyylirakenteita voi tehdä ja katsoa kaksi- ja kolmiulotteisesti. Alla on esitetty ChemSketchohjelmalla piirretyt molekyylirakenteet a) pellavaöljyhaposta, jota löytyy keitetyn vernissan sisältä sekä b) etyylipropionaatista. Etyylipropionaatti on esteri ja monet maalikalvot ovat polyestereitä. (Teknillinen korkeakoulu, Jyväskylän yliopisto ja Turun yliopisto. Orgaanisen kemian laboratorioopas.)
a) b) ChemSketch-ohjelman avulla piirretyt molekyylirakenteet a) Pellavaöljyhappo ja b) Etyylipropionaatti. Maaliaiheisiin oppilastöihin liittyviä verkkosivustoja ja videoita Taulukkoon 1 on koottu verkkosivustoja sekä videoita, joita voi hyödyntää maaliaiheisten oppilastöiden suunnittelussa ja opetuksessa. Taulukko 1. Maaliaiheisia oppilastöitä ja videoita. Tekijä ja sivusto Sisältö Julian Rubin http://www.juliantrubin.com/fairprojects/chemistry/dyes.html http://www.juliantrubin.com/encyclopedia/chemistry/paintproperties.html Nettisivustolla on monenlaisia maaliaiheisia töitä eri luokka-asteille alakoulusta lukioon. Sivustolla esitellään lisäksi moniosainen helposti luokassa toteutettavissa oleva maaliprojekti. Tutkimuksessa on mukana lukuisia eri maaleja ja lisäksi sivustoilla kerrotaan kokeissa saadut tutkimustulokset. Garcia, A., Mackay, E., Casarez, M. https://prezi.com/x7bkn5lxk7cp/pigment-to-paint-a-chemistryexperiment/ Oppilaiden tekemä kemian lopputyö, jossa valmistetaan kolmea erilaista
maalia ja tutkitaan valmistettujen maalien ominaisuuksia. Mukana on myös työn tulokset. Oppilaiden työ on mielenkiintoinen ja melko helppo toteuttaa. http://prosessitekniikka.kpedu.fi/kokonais/maali2_.htm Nigel Saunders http://www.creative-chemistry.org.uk/activities/paints.htm Sivuilla esitetään kuinka tehdään kolmea eri väristä maalia: sinistä, keltaista ja valkoista. Sivustolla on helpot työohjeet ja ohjeita opettajille. Työ sopii hyvin yläkouluun. Bill Nye Sivustolla on oppilaille suunnattuja maaliaiheisia monivalintaaukkotehtäviä. https://www.sophia.org/tutorials/bill-nye-demonstration-chemistry-ofcolor Bill Nye demonstroi youtube-videolla vesiohenteisen tussin ja permanenttitussin erilaista liukoisuutta. Sivulla on myös lyhyt videoon liittyvä tietovisa sekä työohje. Pituus 2,16 minuuttia. https://www.youtube.com/watch?v=lw9uvbey7o0&nohtml5=false Videolla esitetään vesiohenteisen maalin tehdasprosessi. Mukana on myös maalin testausta. Erittäin hyvä video, englanninkielinen selostus on helppo ymmärtää. Pituus 5,06 minuuttia. https://www.youtube.com/watch?v=pgir0j00jam&nohtml5=false Videolla on esitettynä öljymaalin valmistusprosessi ja maalin testausta. Pituus 4,99 minuuttia.
4 Pohdinta Tässä artikkelissa on esitelty kemian oppilastyö, joka tutustuttaa oppilaat maalin valmistukseen ja maalipinnan tunnistamiseen. Työ soveltuu yläkoulun lisäksi lukioon ja ammattikouluun. Työtä kokeilivat muutamat Helsingin yliopiston opiskelijat sekä lukiolaisryhmä. Työtä testattiin myös Luma-päivillä 2016. Palaute oli positiivista. Työohjeet olivat selkeät ja niitä on helppo noudattaa. Työ koettiin mielenkiintoiseksi. Arjen kontekstin mukaan ottaminen maalipintojen tunnistuksessa herätti kiinnostusta. Useimmat testaajat olivat maalanneet elämänsä aikana, joten maaleista keskustelu onnistui oppitunnilla hyvin. Lukiolaisryhmä innostui tekemään työtä ja he esimerkiksi vertailivat valmistamiaan punamultamaaleja toisiinsa. Myös maalien erilaisuutta pohdittiin, vaikka kaikki noudattivat samaa työohjetta. Työmoniste toimi käytännössä hyvin. Työtä voidaan kehittää eteenpäin hyödyntämällä oppilailta saatua palautetta sekä opettajan tuntiessa oppilaidensa osaamisen tason, voidaan työtä eriyttää helpommaksi tai vaikeammaksi. Työtä on helppo muokata monella eri tavalla. Työstä voidaan tehdä ympäristöystävällisempi esim. käyttämällä maalipintojen tunnistamisessa käytössä olleita maalipintoja tai tutustumalla ennakkoon eri maaleihin ja valitsemalla Joutsenmerkittyjä tuotteita tutkimuksiin. Työtä voidaan laajentaa esim. maalien peittokyvyn testaamisella, kuten Julian Rubin esittää maalisivustoillaan. (Rubin, J., Paint property experiments). Työ voidaan muuttaa avoimemmaksi, jolloin aktivoidaan korkeamman tason ajattelutaitoja, kun oppilaat pohtivat punamultamaalin komponenttien merkitystä maalissa. Komponenttien pohdinnan avulla saadaan kvantitatiivisesta tutkimuksesta kvalitatiivinen tutkimus. Vastaavasti työtä voidaan helpottaa lisäämällä siihen yksityiskohtaisempia ohjeita, paloittelemalla työohje pieniin osakokonaisuuksiin sekä lisäämällä työohjeeseen tarvittavista välineistä kuvia. Oppilastyöohjeissa on kerrottuna paljon vinkkejä siitä, kuinka työtä voidaan eriyttää haluamaansa suuntaan. 5 Lähteet Auranmaa, K. (2016). Rakentaminen, Joutsenmerkki. Luettu: http://koti.joutsenmerkki.fi/rakentaminen/millaisen-ulkomaalin-valitsen/ Hattie, J. (2009). Visible learning: A synthesis of over 800 meta-analyses relating to achievement. Lontoo: Routledge. How it s made. Discovery science channel. (2010). Öljymaalin valmistusprosessi. Luettu 8.4.2016 osoitteesta: https://www.youtube.com/watch?v=pgir0j00jam&nohtml5=false How it s made. (2015). World news 33. Vesiohenteisen maalin valmistusprosessi. Luettu 8.4.2016 osoitteesta: https://www.youtube.com/watch?v=lw9uvbey7o0&nohtml5=false Kemian laitos, opettajan aineistot. Helsingin yliopisto, Kemian laitos. Helsinki. Luettu 3.3.2016 osoitteesta: http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/aineistot/maalit/kaksios.htm
Kemian laitos, opettajan aineistot. Helsingin yliopisto, Kemian laitos. Helsinki. Luettu 26.3.2016 osoitteesta: http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/aineistot/maalit/sideaine.htm LOPS (2015). Lukion opetuksen opetussuunnitelman perusteet 2015. Helsinki: Opetushallitus. Luettu 19.3.2016osoitteesta: http://www.oph.fi/download/172124_lukion_opetussuunnitelman_perusteet_2015.pdf Mellow, G., Chemistry of Oil Painting. Luettu 7.4.2016 osoitteesta: http://blogs.scientificamerican.com/symbiartic/httpblogsscientificamericancomsymbiartic20 110802t he-chemistry-of-oil-painting/ Meredith Corporation. The Chemistry of Paint. Luettu 7.4.2016 osoitteesta: http://www.diyadvice.com/diy/painting/paint/chemistry/ Nye, B., Chemistry of Color. Luettu 7.4.2016 osoitteesta: https://www.sophia.org/tutorials/bill-nyedemonstration-chemistry-of-color Pajutex Oy verkkokauppa. Luettu 11.3.2016 osoitteesta: http://www.pajutex.fi/homepesu-jaesto/homeenestoaineet/rautasulfaatti-4kg Pellavaöljyvernissan käyttöturvallisuustiedote. Luettu 11.3.2016 osoitteesta: http://www.kirjovarit.fi/data/ktt_pellavaoljyvernissa.pdf (Luettu 11.3.2016) POPS (2014). Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteet 2014. Helsinki: Opetushallitus. Luettu 10.3.2016 osoitteesta: http://www.oph.fi/saadokset_ja_ohjeet/opetussuunnitelmien_ja_tutkintojen_perusteet/peruso petus Pihkala, J. Prosessitekniikka. Keski-Pohjanmaan koulutusyhtymä, prosessitekniikka. Luettu 3.3.2016 ja 10.3.2016 osoitteesta: http://prosessitekniikka.kpedu.fi/kuvat/kokonaisprosessit/thumbnail/maalien%20valmistus. jpg Punamullan käyttöturvallisuustiedote. Luettu 11.3.2016 osoitteesta: http://www.semtu.fi/files/6513/5581/9630/bayferrox-130.pdf Rubin, J., Colors, paints and dyes, Science fair projects and experiments. Luettu 7.4.2016 osoitteesta: http://www.juliantrubin.com/fairprojects/chemistry/dyes.html Rubin, J., Paint property experiments. Compare properties of various kinds of paints. Luettu 13.3.2016 osoitteesta: http://www.juliantrubin.com/encyclopedia/chemistry/paintproperties.html Saarinen, A., Dispergointimenetelmien vertaaminen maalinvalmistuksessa, Metropolia ammattikorkeakoulu, Insinöörityö, 2010. Luettu 11.3.2016 osoitteesta: https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/13772/dispergo.pdf?sequence=1 Saunders, N.. 2014. Creative chemistry. Making paints. Luettu 8.4.2016 osoitteesta: http://www.creative-chemistry.org.uk/activities/paints.htm Siivous.info &V-S Välitys 2016. Käytetyn maalityypin selvittäminen. Luettu 11.3.2016 osoitteesta: http://www.siivous.info/maalaus/maalityypit
Suomela Oy-sivusto. 13-kysymystä ulkomaalaukseen. Luettu 6.4.2016 osoitteesta: http://www.suomela.fi/rakentaminen/maalaus-tapetointi/13-kysymysta-ulkomaalauksesta-- 50922 Teknillinen korkeakoulu, Jyväskylän yliopisto ja Turun yliopisto. Orgaanisen kemian laboratorioopas. Luettu 26.4.2016 osoitteesta: http://virtuaali.tkk.fi/fi/orgaaninenkemia/labraopas/kayttooppaat/kayttooppaat_piirrosohjelm at.htm Tikkurila Oy. Maalausvälineiden puhdistus. Luettu 30.3.2016 osoitteesta: http://www.tikkurila.fi/kotimaalarit/ohjeet/kierratys_ja_maalijatteen_havittaminen/maalausv alineiden_puhdistus Tikkurila Oy. Maalin tunnistus. Luettu 11.3.2016 osoitteesta: http://www.tikkurila.fi/ammattilaiset/ratkaisut/suunnitteluohjeet/ulkomaalaus/puujulkisivut/ maalin_tunnistus Tikkurila Oy. Maalilinja. Soitettu 18.2.2011. Tikkurila Oy. Pintakäsitellyn puun uusiokäyttö ja hävittäminen. Luettu 30.3.2016 osoitteesta: http://www.tikkurila.fi/kotimaalarit/ohjeet/kierratys_ja_maalijatteen_havittaminen/maalausv alineiden_puhdistus Tikkurila Oy. Puun teollinen pintakäsittely. Luettu 11.3.2016 osoitteesta: http://www.tikkurila.fi/files/4265/puun_teollinen_pintakasittely_2009.pdf Tikkurila Oy. Tuotteet. Aito punamultamaali. Luettu 30.3.2016 osoitteesta: http://www.tikkurila.fi/kotimaalarit/tuotteet/aito_punamultamaali Tikkurila Oy. Valtti Color kuullote. Luettu 30.3.2016 osoitteesta: http://www.tikkurila.fi/kotimaalarit/tuotteet/valtti_color#tuoteseloste Tikkurila Oy. Ylijäämämaalin hävittäminen. Luettu 30.3.2016 osoitteesta: http://www.tikkurila.fi/kotimaalarit/ohjeet/kierratys_ja_maalijatteen_havittaminen/ylijaama maalin_havittaminen Tikkurila Oy. Ympäristöselonteko 2003. Luettu 10.3.2016 osoitteesta: http://www.tikkurila.fi/files/1643/tikkurila_oy_vantaa_ymparistoselonteko_2003_fi.pdf Tomperi, P. (2015). Kehittämistutkimus: Opettajan ammatillisen kehittymisen tutkimusperustainen tukeminen käyttäen Solo-taksonomia-esimerkkinä tutkimuksellinen kokeellinen kemian opetus. Väitöskirja. Helsingin yliopisto, Kemian opettajankoulutusyksikkö, Kemian laitos. Helsinki, 27 31. Luettu 23.1.2016 osoitteesta: https://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/158059/kehitt%c3%a4m.pdf?sequence=1 Työterveyslaitos. Vesiohenteiset maalit. Luettu 26.3.2016 osoitteesta: http://www.ttl.fi/fi/toimialat/rakennus/turvapakki/vaaralliset_aineet/pinnoiteaineet/vesiohent eiset_maalit/sivut/default.aspx Ympäristöministeriö ja museovirasto. Maalit. Luettu 11.3.2016 osoitteesta: http://www.rakennusperinto.fi/hoito/rakennusmateriaaleja/fi_fi/maalit/