Kemian opetuksen työtavat

Esimerkkejä työtavoista Opettajajohtoiset työtavat: - opettajan kerronta - yhteinen keskustelu - oppilaiden itsenäinen työskentely - oppilaspareittain tehtävät tehtävät - opettajan kysely - yhteinen harjoitus

Esimerkkejä työtavoista Oppilaskeskeiset työtavat: - projektityöskentely - ryhmätyöskentely - opintokäynnit - oppilaiden esitykset - roolileikit ja näytelmät - väittelyt - kyselyyn harjaannuttaminen - suggestopedia - rentoutus

Esimerkkejä työtavoista Oppimaan oppimista tukevat menetelmät: - ennakkojäsentäjät - käsitekarttatekniikka - yhteistoiminnallisen oppimisen menetelmät - luovan ongelmanratkaisun menetelmät - käsitteen omaksumisen menetelmät

Yhteistoiminnallinen oppiminen oppilaat työskentelevät pienissä ryhmissä yhteisen päämäärän saavuttamiseksi Johnston & Johnston: viisi periaatetta, joiden toteuduttava jäsenten välinen positiivinen riippuvuus yksilöllinen vastuu vuorovaikutus kasvotusten sosiaalisten taitojen kehittyminen luottamus, kommunikaatio, johtajuus, päätöksenteko, konfliktien ratkaisu ryhmän jäsenten suorittama yhteistyön arviointi

Palapelimalli-yhteistoiminnallinen ryhmätyö Kotiryhmät ja asiantuntijaryhmät Asiantuntijaryhmissä voidaan esimerkiksi etsiä tietoa tai tehdä jokin kokeellinen työ Kotiryhmissä raportoidaan asiantuntijaryhmässä opituista asioista Tärkeää on, että jokainen oppilas saa vastuuta ja on ryhmälle korvaamaton Kotiryhmässä keskustellaan lopuksi työstä ja arvioidaan ryhmän suoriutumisesta

Tutkiva oppiminen

Tutkiva oppiminen ja kokeellinen kemian opetus Kokeellinen työskentely sopii hyvin tutkivan oppimisen (yhdeksi) työtavaksi Kokeellisuutta voi hyödyntää esimerkiksi syventävän tiedon etsimisessä

Luonnontieteellinen koe Ongelman asettelu (vrt. tutkiva oppiminen) Muuttujien tunnistaminen (esim. lämpötilan vaikutus?) Hypoteesin (valistunut arvaus) asettaminen Kokeen suunnittelu Mittaustulosten kerääminen Tulosten esittäminen Tulosten tulkitseminen (huomioitava kriittisyys)

Esimerkkejä alakouluun soveltuvista kemian töistä kemianluokka gadolinin sivuilta: http://www.kemianluokka.fi/tyoohjeet_alakoulu luonnonindikaattori, hapot ja emäkset: http://www.kemianluokka.fi/files/Indikaattorin_valmistaminen_opettaja.pdf sokerisateenkaari: http://www.kemianluokka.fi/files/Sokerisateenkaari_opettaja.pdf öljyonnettomuus, vihreä kemia: http://www.kemianluokka.fi/files/Oljyonnettomuus_opettaja.pdf muovia maidosta: http://www.kemianluokka.fi/files/helmi10_ope.pdf löllölima: http://www.kemianluokka.fi/files/Lollolima_opettaja.pdf

Esimerkkejä alakouluun soveltuvista kemian töistä Ilman koostumus Työssä tutkitaan ilman koostumusta laadullisella tasolla. Laitettaessa umpinainen pullo palavan kynttilän päälle vesiastiaan, huomataan vedenpinnan nousevan pullossa, kun kynttilä sammuu. Kynttilä sammuu, kun pullosta loppuu happi. Huomataan siis palamisen edellytys olevan riittävä happi. Lisäksi lämpö, palava aine ja jatkuva ketjureaktio ovat palamisen edellytyksiä. Happi loppuu, koska sitä on käytetty liekin muodostumiseen ja ylläpitoon höyrystyneen steariinin kanssa. Hapen kuluminen pullossa aiheuttaa alipaineen muodostumisen. Alipaine saa aikaan vedenpinnan nousun pullossa.

Esimerkkejä alakouluun soveltuvista kemian töistä Filmipurkkiraketti Raketin valmistuksessa käytetään vettä ja leivinjauhetta (tai ruokasoodaa) tai poretablettia. Leivinjauheen ja poretabletin natriumvetykarbonaatti osallistuu reaktioon veden kanssa ja aiheuttaa hiilidioksidin muodostumisen ja sitä kautta paineen kasvun filmipurkissa. Raketin voi valmistaa myös coca-colasta ja mynthoksesta

Esimerkkejä alakouluun soveltuvista kemian töistä Ihmemiehen kylmähaude Kylmähauteessa käytetään etikkaa, jossa on etikkahappoa ja ruokasoodaa, jonka reaktioon osallistuva aine on natriumvetykarbonaatti. Etikkahapon ja natriumvetykarbonaatin reaktio on endoterminen eli lämpöä sitova. Reaktion jälkeen reagensseja sisältävä pussi tuntuu siis kylmältä. Reaktiossa vapautuu myös hiilidioksidia, mikä aiheuttaa paineen kasvua pussissa. Reaktiota voidaan kuvata seuraavalla reaktioyhtälöllä: natriumvetykarbonaatti+ etikka + energiaa → hiilidioksidi+ natriumasetaatti + vesi Reaktiossa syntyy siis veden ja hiilidioksidin lisäksi natriumasetaattia. Tehtäessä työtä hapan etikkahappo ja emäksinen ruokasooda reagoivat keskenään. Reaktio on siis happo– emäs reaktio eli neutralointireaktio

Kylmähauteen tekeminen Työvälineet ja reagenssit - ruokasoodaa - etikkaa - vettä - dekantterilasi Työturvallisuus - käsiteltävät aineet ovat vaarattomia, ja jätteet voidaan kaataa viemäriin Työn suoritus - Laita lasiin noin kolme teelusikallista ruokasoodaa - Lisää lasiin vettä niin, että sitä on lasin pohjalla noin kaksi senttimetriä - Tunnustele lasin lämpötilaa ulkopuolelta - Laita lasiin seuraavaksi hieman etikkaa. Tunnustele lasin lämpötilaa.

Tuoksuvat pallot Opitaan, että ilma ja sen mukana haju kulkeutuu sellaistenkin aineiden ja pintojen läpi, joiden pinnalla ei näy reikiä. Kuitenkin esimerkiksi ilmapallon pinnalla on pieniä koloja, joista kaasu pääsee läpi. Tämän voi havaita, kun ilmapallo alkaa hitaasti tyhjentyä, kun se on puhallettu.

Tuoksuvat pallot – työn suoritus Työvälineet ja tarvittavat aineet - pipettejä - kumisia ilmapalloja - merkkauskynä - turvallisia, eri tuoksuisia aineita (esimerkiksi vaniljan, appelsiinin tai piparmintun tuoksuisia) - (pumppu pallojen pumppaamiseen) Työturvallisuus - Opettajan on syytä valita vain turvallisia aineita. - Opettaja voi samalla opettaa, miten aineita haistellaan turvallisesti (pitämällä esimerkiksi koeputkea tai palloa kauempana kädessään ja liikuttamalla ilmaa tuoksun lähteestä kohti nenää). - Nuoremmille oppilaille on syytä puhaltaa ilmapallot valmiiksi (jos pumppua ei ole käytettävissä) etteivät he ime ilmaa keuhkoihinsa puhaltamisen sijaan. - Työssä käytettyjen aineiden hävittämiseen ei tarvita erityistoimenpiteitä.

Tuoksuvat pallot – työn suoritus Työn suoritus (ohje opettajalle) Käy etukäteen läpi aineiden turvallinen haistaminen ja halutessasi tee orientoivia tehtäviä hajuista ja haistamisesta. Jaa oppilaat ryhmiin, ja anna joka ryhmälle tyhjiä ilmapalloja, pipetti ja jokin hajuaine. Pyydä oppilaita merkkaamaan pallonsa esimerkiksi ryhmän numerolla. Ohjaa oppilaita laittamaan yksi tai kaksi pisaraa hajuainetta pallon sisälle niin, ettei ainetta mene pallon suuaukkoon. Käske oppilaita puhaltaa tai pumpata pallot täyteen ilmaa, sitoa ne kiinni ja heiluttaa muutaman kerran Laita oppilaat kierrättämään palloja luokkahuoneessa niin, että kaikki pääsevät haistamaan jokaista palloa ja kirjaamaan havaintonsa ylös. Käykää läpi oikeat vastaukset ja keskustelkaa halutessanne ilmiöstä ja/tai tehkää lisätehtäviä tai projekti aiheesta. Työn suoritus (ohje oppilaalle) Merkatkaa palloon ryhmänne numero. Laittakaan teille jaettua hajuainetta yksi tai kaksi pisaraa pallon sisään niin, ettei ainetta mene pallon suuaukkoon. Täytä pallo ilmalla (puhalla tai pumppaa), sido se kiinni solmulla ja heiluta sitä muutaman kerran. Anna pallo viereiselle ryhmälle ja vastaanota pallo toiselta ryhmältä. Haistakaa palloa aluksi pitämällä sitä kauempana itseänne ja heiluttamalla ilmaa pallolta kohti nenäänne. Haistakaa sen jälkeen palloa suoraan läheltä. Merkatkaa pallon numero ja havaintonne siitä muistiin (kuvailkaa hajua mahdollisimman tarkasti).

Ympäristöön liittyviä mikrokemian töitä http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/ont/lillberg-j- 2005.pdf esim. happosade, maaperän tutkiminen

Luonnontieteellinen koe työtapana –työskentelyn vaiheet esimerkkityönä luonnonindikaattori/hapot ja emäkset Tehdään punakaalista mehua tai indikaattoripaperia Tutkitaan indikaattorilla erilaisia aineita - hedelmiä: sitruuna, greippi, appelsiini - käsisaippua, muu pesuaine - liitu - vesi, (sadevesi, lumi) - sokeri, virvoitusjuoma - hammastahna - ruokasooda - etikka

Ennen työtä - pohdinta Ongelman asettelu/työn tarkoitus, esimerkiksi: - Minkälaisia ominaisuuksia aineilla on? Miten niitä voidaan selvittää? - Miksi sitruuna maistuu happamalta ja vesi ei juuri miltään? - Miksi marmoripatsaat kärsivät sateesta? - Mikä on työn tarkoitus? Muuttujien tunnistaminen: Vaikuttaako tuloksiin lämpötila, sekoitus, aineiden määrä? Hypoteesi: tapahtuu jokin reaktio, aineiden väri muuttuu, kuplintaa?

Ennen työtä - suunnittelu Kokeen suunnittelu: 1. luetaan työohje läpi, jos sellainen on käytössä 2. mietitään, mitä välineitä ja aineita tarvitaan 3. mietitään, mitä työturvallisuus – ja ympäristönäkökulmia tulee huomioida. Esimerkiksi. Tarvitaanko suojavarusteita? Voiko käyttää muoviastioita? Voiko aineiden määriä vähentää? Mitkä aineet ovat välttämättömiä? Voiko työn tehdä ryhmätyönä tai demonstraationa? 4. Miten työssä edetään? 5. Mitä kukin tekee? 6. Mitä työstä raportoidaan ja miten?

Työn suoritus Mittaustulosten kerääminen/työn suoritus - huomioidaan työturvallisuus - käytetään mahdollisimman vähän aineita - ryhmä-/paritöissä huolehditaan, että kaikki osallistuvat - tarkkaillaan reaktioita ja kirjataan ne ylös, esim. valmiiseen taulukkoon - pohditaan, mitä ilmiöstä haluttaisiin vielä selvittää? Mikä on epäselvää?

Työn jälkeen – yhteenveto ja pohdinta Tulosten esittäminen - taulukko - kuva (piirros, käsitekartta) - oma selostus asiasta kirjallisesti tai suullisesti Tulosten tulkitseminen - Mitä tulokset tarkoittavat? Yritä selittää luokkatoverille tai jäsennellä asia kuvaksi tai käsitekartaksi. - Sujuiko työskentely hyvin vai olisiko työskentelyä voinut parantaa jotenkin? - Onko muilla ryhmillä/pareilla samanlaisia tuloksia? - Vastaavatko tulokset odotuksia (vrt. hypoteesiin)? - Olisiko jotain muuta ainetta voinut vielä kokeilla? - Miten työn tulokset vastaavat arkipäivän kokemuksiasi? - Miten työssä saatuja tietoja voitaisiin hyödyntää esimerkiksi kotona?