Virtuaalilaboratorio Kemian opetuksen päivä 25.4.2014 Marko Telenius
Mitä virtuaalilaboratorio tarkoittaa? Vuorovaikutteinen ympäristö, jossa voidaan luoda ja tehdä simuloituja tutkimuksia Tietokonepohjainen aktiviteetti, jossa oppilaat vuorovaikuttavat joko todellisen tai simuloidun kokeellisen laitteiston kanssa Ongelmanratkaisuympäristö, joka mahdollistaa tutkijoiden työskentelyn etänä yhteisen projektin parissa Oleellista kuitenkin on, että koe tai laitteisto on kaukana oppilaasta tai sitä ei ole edes olemassakaan
Virtuaalilaboratorion hyötyjä Mahdollistaa sellaisten laitteiden tai aineiden käsittelyn, mikä ei olisi muuten mahdollista Mahdollistaa työt, jotka olisivat muutoin koulun rajoissa mahdottomia Vahvistaa esitettyä teoriaa Tarjoaa pelkistetyn ympäristön, jossa opiskelijan huomio kiinnittyy vain tutkittavaan ilmiöön Opettajan ja oppilaan vuorovaikutus ei rajoitu vain oppituntien puitteisiin Voidaan huomioidan oppilaiden erilaisia taitoja
Kuitenkin... Virtuaalityöt eivät voi kokonaan korvata todellisia oppilastöitä tai demonstraatioita Parhaimmat oppimistulokset saavutetaan yhdistämällä todellisia ja virtuaalisia töitä Kemistin työ ei ole jatkuvaa yhden ja saman laitteiston käyttämistä, vaan hänen on osattava monipuolisia laboratoriotaitoja
SCILES-tutkimushanke Tutkitaan, miten kemiaa ja biologiaa voidaan opettaa yhteisen virtuaalilaboratorion avulla Selvitetään, millaisia aiheita ja töitä on mielekästä valita, jotta niistä voidaan keskustella sekä kemian että biologian termein Päätavoitteena on lisätä oppilaiden kiinnostusta luonnontieteitä kohtaan, jotta he jatkaisivat näiden aineiden opiskelua ja osaisivat ottaa kantaa vallitsevaan ympäristöään koskevaan keskusteluun Yhdessä toimiminen on oleellinen osa tutkimusta
Pohjana olevat virtuaalilaboratoriot Projektin pohjana käytetään kahta virtuaalilaboratoriota: - Stanfordin yliopiston kehittämää Acid Ocean -laboratoriota - Göteborgin yliopiston kehittämää Virtual Marine Scientist -laboratoriota Molempien kehittämisessä ovat olleet mukana meribiologit
Acid Ocean -laboratorio Tutkimuspohjainen virtuaalilaboratorio, jonka avulla tutkitaan valtamerten happamoitumisen vaikutusta merieliöihin Tavoitteet: 1.Opiskelijat osaavat selittää hiilidioksidipitoisuuksien ja merten happamoitumisen välisen yhteyden 2.Opiskelijat tekevät tutkimuksen merisiilillä 3.Opiskelijat analysoivat autenttista tutkimusaineistoa ja arvioivat tulosten merkittävyyttä
Linkki http://i2i.stanford.edu/acidocean/acidocean.htm
Virtual Marine scientist -laboratorio Totuttaa opiskelijat siihen, miten luonnontieteilijät tekevät tutkimusta Opiskelijat omaksuvat jatko-opiskelijan roolin meribiologiaan painottuvassa laboratoriossa Opiskelijat tutustuvat tutkimuskirjallisuuteen, suunnittelevat oman tutkimuksensa, hakevat rahoitusta, suorittavat tutkimuksensa ja analysoivat tuloksensa
Linkki http://www.virtualmarinescientist.com
Muita virtuaalilaboratorioita Useita valmiita virtuaalitöitä: http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/index.html Käsitteelliseen ymmärtämiseen tähtääviä töitä: http://chemvlab.org/home/index.php Runsaasti erilaisia simulaatioita: http://phet.colorado.edu/en/simulations/category/chemis CVD-laboratorio insinööriopiskelijoille: http://cbee.oregonstate.edu/education/virtualcvd/
Toisenlainen virtuaalilaboratorio Legends of Alkhimia Singaporen kansallisen kasvatusinstituutin kehittämä videopeli, jonka avulla yläkoulu- ja lukioikäisille voidaan opettaa kemiaa Oppilaat omaksuvat kemistin roolin torjuakseen Alkhimian kaupunkia riivaavat hirviöt ja suorittaakseen kaupunkilaisten antamat tehtävät http://www.youtube.com/watch?v=vbop-0bid6g