Kemian eriyttäminen ylöspäin

Onnistuin tässä eräällä kemiantunnilla herättämään oppilasryhmän huomion kertomalla siitä, miten olin kesällä alkanut pelata Hay Dayta erään oppilaan suosituksesta ja miten helposti siihen addiktoiduin. Tarina oli tosi 🙂

Jatkoin aiheesta sujuvasti ionisidokseen ja keksinkin siihen liittyen mainion keskinkertaisen vertauskuvan Hay Daysta. (Kaikki oppilaat tunnustivat pelanneensa kyseistä peliä.) Huolellisesti kävin läpi sidoksen syntymisen vihkomuistiinpanojen kera ja ilokseni huomasin harvinaisen monen kuuntelevan ja ymmärtävän. Loistavasti vedetty tunti, vai mitä?!

…ainakin siihen saakka kun tunnin jälkeen eräs oppilas lähestyi minua oppikirjan kanssa ja hienovaraisesti kertoi katsoneensa kappaleen etukäteen ja ymmärtäneensä koko tunnin kestäneen opetustuokion sisällön ”tästä kuvasta ja tästä rivistä tekstiä”. Tällöin havahduin siihen todellisuuteen, että osalle oppilaista koko ”loistava tunti” oli ollut aivan turha.

Tämä on opettajan arkea. Osa luokasta osaa asian jo etukäteen, osa oppii heti, toiset kovalla työllä ja jotkut eivät silloinkaan. Syyt tälle ovat moninaiset. Usein käy niin, että se heikompi puoli luokasta pitää meteliä itsestään ja vaatii huomiota. On silti vähintään yhtä oikein, että koulunkäyntiin panostava ja siinä hyvin pärjäävä pyytää tai jopa vaatii motivoivaa ja kehittävää tekemistä.

Onneksi luokassa on pieni porukka, joka pystyy yhdessä omaksumaan uusia asioita. Aloitin kokoamaan syventäviä sisältöjä yläkoulun kemiaan ja sepä tuntuu olevan helppoa –  palkitsevampaa kuin matematiikassa.  Aiheesta kuin aiheesta löytyy lisää ulottuvuutta. Hymyilin salaa itsekseni, kun tarjoilin näille oppilaille nelisivuista monistetta kvanttimekaanisesta atomimallista ja ajattelin että kerrankin tulee tosi kova pähkinä purtavaksi. Sisäinen hymyni hyytyi, kun puolen tunnin päästä oppilaat hanskasivat perusasiat ja esittivät minulle kysymyksen, johon en osannut vastata, vaan apuun piti hakea kemiaa aivan pääaineenaan opiskellut maisteri.

Tässä vaiheessa olen tehnyt kolme plus yksi syventävää kemian monistetta. Kaksi näistä olen tehnyt ”omasta päästä”, keskimmäisessä oli apuna vanha lukion oppikirja (Neon 2). Kolmanteen monisteeseen en jaksanut tehdä itse tehtäviä, vaan löysin timanttiset tehtävät vastauksineen jo arkistoiduilta nettisivuilta (http://materiaalit.internetix.fi/fi/opintojaksot/). Näillä lähdetiedoilla uskaltanen julkaista materiaalit.

Moolimassan laskeminen
Kvanttimekaaninen atomimalli
Ainemäärän laskeminen

Lisäksi yksi syventävä tutkimustyö, joka onnistuu moolimassan ja ainemäärän laskujen jälkeen:

Tutkimustyö – kidevedellinen kuparisulfaatti

Mainokset

Mekaniikan vihkonen seiskaluokalle

tasapainovaaka.pngMonikohan kunta Suomessa aloittaa yläkoulun fysiikan opiskelun mekaniikalla? Perinteisesti fysiikka on kai aloitettu aaltoliikkeellä ja ääni- sekä valo-opilla, kun taas mekaniikka on koluttu läpi kahdeksannella luokalla.

Jyväskylässä aloitetaan uuden opetussuunnitelman mukaan fysiikan opiskelu konkreettisilla käsitteillä ja mittauksilla (pituus, aika, massa, voima) sekä mekaniikan pienillä tutkimuksilla. Ajankohtaisia aiheita tai oppilaiden kiinnostuksen kohteita mahtuu mukaan.

Uuden opsin mukaiset oppikirjat eivät kaikki vastaa tähän tarpeeseen. Mekaniikassa mennään heti pitkälle vuorovaikutuksiin ja voimiin sekä eri johdannaissuureisiin. Niinpä kouluilla on tehty omaa materiaalia, minäkin kokosin meille pienen paketin tekstiä ja tehtäviä. Vaikka se onkin ensimmäinen versio, saattaa siitä olla muille samassa tilanteessa oleville apua.

Tekstien pohjana on Wikipedia, josta karsin paljon ja lisäsin vähän. Ajattelin, että opiskellessa voidaan samalla harjoitella monilukutaitoa, kun perehdytään tietotekstiin. Tulostetuissa vihoissa on se etu hienoihin oppikirjoihin nähden, että niitä voi alleviivata ja tehdä omia merkintöjä.

Mekaniikan vihko (word)

OPS 2016 ja arviointi

Olen kuluneen vuoden aikana ollut mukana suunnittelemassa uuden opetussuunnitelman mukaista arviointia Jyväskylässä. Kunnissa eri puolilla Suomea on kuulemani mukaan tehty paljon työtä arvioinnin parissa, sillä siihen on jätetty ops-tekstissä varsin avoimet ohjeet.

Arviointi jakautuu uuden opetussuunnitelman mukaan arviointiin opintojen aikana ja päättöarviointiin. Opintojen aikaisesta arvioinnista pääosan tulee olla luonteeltaan formatiivista, eli oppimisprosessia näkyväksi tekevää ja oppimista edistävää. Tällaisen formatiivisen palautteen tulee auttaa oppilaita hahmottamaan ja ymmärtämään

  • mitä heidän on tarkoitus oppia
  • mitä he ovat jo oppineet
  • miten he voivat edistää omaa oppimistaan ja parantaa suoritustaan.

Nykytilanne lienee melko yleisesti se, että arvioinnin pääpaino on summatiivisessa arvioinnissa – todistuksen numeroissa ja rakseissa. Vaikka todistuksen numerot olisivat vertailukelpoisia (mitä ne tutkimusten mukaan eivät ole), ne eivät vastaa edellä mainittuihin kysymyksiin osaamisesta ja sen edistämisestä.

Vallitsevien käytäntöjen toisin ajatteleminen on ollut iso työ. Lähtökohtana meillä oli hyvän osaamisen kriteerien purkaminen siten, että myös muut kuin arvosana kahdeksan olisi määritelty ja samalla määritelmistä muodostuisi jokaiselle opsin tavoitteelle oppimisen polku. Arvosanojen purkamisessa sovelsimme Andersonin ja Krathwohlin taksonomiaa, joka on kehittynyt, kaksiulotteinen versio Bloomin taksonomiasta.

Taksonomian mukaan tavoitteet voidaan jakaa sekä tiedon että ajattelun tason mukaan. Ajattelun tasot ovat Bloomista tutut: muistaa, ymmärtää, soveltaa, analysoida, arvioida ja luoda. Tiedon tasoja on neljä: faktatieto, käsitetieto, menetelmätieto ja metakognitiivinen tieto. Nämä ovat hierarkkisia siten, että ylemmän taidon osaaminen vaatii alempien taitojen osaamista.

Tällä viikolla olemme saaneet ensimmäisen version fysiikan yläkoulun tavoitteista valmiiksi. Tämä tarkoittaa jokaisen tavoitteen purkamista taksonomian avulla, oppimispolun etsimistä puretuista kriteereistä ja niiden sovittamista sen jälkeen (päättö)arvosana-asteikkoon 5-10.

Kaksiulotteiset tavoitetaulukot ovat työn ensimmäinen askel. Seuraavana esimerkki tällaisesta taulukosta.

arviointitaulukkokuva FYT5
Fysiikan tavoite 5 purettuna Andersonin ja Krathwohlin taksonomian avulla. Oppimisen polku on merkitty sinisin nuolin.

Varsinaisessa arviointitaulukossa oppimisen polku on ”litistetty” yhteen tasoon käyttömahdollisuuksien lisäämiseksi. Näin saadaan yhtä aikaa näkyviin useampi tavoite. Samalla on valittu, minkä arvosanan osaamista kukin kriteeri vastaa.

litistetty taulukko
Taitotasotaulukon osa. Edellä esitetty tavoite 5 on ympyröity oranssilla.

 

Taidon portaiden avaaminen konkretian tasolle on ollut vaikeaa. Tavoitteet itsessään ovat edellisen opetussuunnitelman tavoitteita avoimempia. Ne ovat hienoja ja ainakin fykessä minun käsitykseni mukaan tutkimuksellisesti perusteltuja, mutta abstraktiudessaan raivostuttavia.

Andersonin ja Krathwohlin taksonomia puree parhaiten tavoitteisiin, jotka ovat muotoa ”verbi & substantiivi” eli esimerkiksi ”ymmärtää virtapiirin mallin”.  Monissa opetussuunnitelman kriteereissä substantiiviosuus jää tulkinnanvaraiseksi, esimerkiksi ”muodostaa kysymyksiä tarkasteltavasta ilmiöstä” tai ”oppilas osaa kuvata ja selittää ilmiöitä fysiikan keskeisten käsitteiden avulla. Olemme etsineet sisällöistä johtolankoja siihen, mitä konkreettista oppilaan tulisi joka tapauksessa oppia.

Olemme eri osaamisen tasoja määrittäessämme välttäneet suhteuttavaa arviointia eli kriteerin keventämistä sellaisilla sanoilla kuin ”yksinkertaisia”, ”joitakin”, tai ”yleisimpiä”. Ei siis näin: ”oppilas osaa kuvata ja selittää joitakin ilmiöitä”. Ensinnäkin ”joitakin” voi vaihdella koulusta, opettajasta ja oppilasaineksesta riippuen. Toiseksi oppilaalle ei ole motivoivaa tavoitella taitotasoa, joka on puutteellinen versio varsinaisesta taidosta, ei siis varsinainen taito lainkaan.

Toinen asia, jota olemme välttäneet, on oppilaan saaman tuen vaikutus arviointiin. Tuen pyytäminen ja saaminen ei voi vaikuttaa arvosanaan alentavasti. Ei siis näin: ”oppilas osaa tuetusti kuvata ja selittää ilmiöitä”. Osaamista pitää voida näyttää eri tavoin. Joku tarvitsee siihen enemmän tukea kuin toinen. Syynä on monesti jokin muu kuin oppiaineeseen liittyvä asia, kuten kielitaito tai toiminnanohjauksen haasteet.

Taitotasotaulukko on monen tekijän kompromissi, mutta se on se on numeroarvosanaa parempi väline välittämään oppilaalle informaatiota siitä

  • mitä heidän on tarkoitus oppia
  • mitä he ovat jo oppineet ja
  • miten he voivat edistää omaa oppimistaan ja parantaa suoritustaan.

Taulukko sopii myös itse- ja vertaisarvioinnin välineeksi numeroarvosanaa paremmin.

Vaikka taitotasotaulukkoa ei käyttäisi arviointiin, sen avulla voi pureutua uuden opetussuunnitelman tavoitteisiin. Uudet tavoitteet ja kriteerit ovat fysiikassa hyvin erilaisia kuin vanhat ja päättöarvosanan antaminen niiden perusteella tulee olemaan vähintäänkin mielenkiintoista. Kuvittelen, että tällaisen taulukon avulla pääsee helpommin sisälle uuteen ajatteluun, siitä huolimatta että olisi eri mieltä joistain yksityiskohdista.

Tästä voit ladata koko taulukon: Fysiikan kriteerit 2.0

Edit: Fysiikan taulukko on päivitetty 4.5. ja samalla lisätty Kemian kriteerit

Tutkimuslähtöinen oppiminen eriyttämisen välineenä

Olen kuluneen viikonlopun aikana perehtynyt tutkimuksiin tutkimusperusteisesta oppimisesta ja pohtinut oppilaiden tarvitseman tuen optimaalista määrää. Olen aiemmin kirjoittanut, että ensimmäistä tutkimusta tehdessä ”heitän oppilaat altaan syvään päähän”, kun annan suoraan tehtäväksi tehdä tutkimusselostuksen.

Olen ennen tätä nopeudenmääritystehtävää kuitenkin opettanut asian ja olemme laskeneet laskuja sekä tulkinneet nopeuskuvaajia. Teoria oppilailla on hallussa, tai jos ei hallussa, niin vihkossa kuitenkin.

Aivotutkimusten mukaan ihmisen työmuisti ylikuormittuu helposti, kun käsillä on liian monta uutta asiaa. Tällöin uuden oppiminen vaikeutuu tai estyy. Minun kokemukseni mukaan oppilaat kokevat positiivisena sen, että ensimmäisestä tutkimuksesta ei kuulukaan saada täysiä pisteitä ja että se saa luvan kanssa tuntua vaikealta. Tämä on saanut oppilaat arvostamaan työstä antamaani palautetta ja parantamaan suoritustaan sen perusteella. Samalla ollaan saatu näkyviin oppilaan kehittyminen kurssin aikana.

Otin lukemastani kuitenkin sen verran opiksi, että ymmärsin heikompien oppilaiden hyötyvän ohjatummasta työskentelystä. Valmistin kurssin ensimmäiseen tutkimukseen (keskinopeuden määritys) alaspäin eriyttävän tutkimusselostuksen pohjan. Siinä tutkimusta viedään eteenpäin työselostuksen tapaan, mutta rakennetta ei tarvitse luoda itse. Vaihtoehtojen määrä joka kohdassa pysyy rajallisena ja esimerkiksi hypoteesi valitaan annetuista vaihtoehdoista.

eriytetty pohja

Itse tutkimusohjeessa on myös ylöspäin eriyttävä lisätehtävä. Sama tehtävä ei ehkä kurssin lopussa olisi erityisen vaativa, mutta tässä vaiheessa se vaatii perustasoa enemmän soveltamista.

Ja nyt pitää vain jaksaa odottaa kolme viikkoa, että pääsen tätä testaamaan. Tällä hetkellä tuntuma on, että kehittelen eriyttävää materiaalia myös muihin kurssin töihin.

Työselostus, jossa on ylöspäin eriytetty tehtävä: Keskinopeuden määritys +kiitettävän taso
Työselostuspohja enemmän ohjausta tarvitsevalle: Keskinopeuden määritys – eriytetty

Arviointipohja molemmille (jälkimmäiselle hieman soveltaen): keskinopeuden määritys_arviointi + eriytetty

Ryhmäkoe yläkoulun kemiassa

Oppilaani opiskelevat tänäkin vuonna 9. luokan kemian kurssia yksilöllisesti. He etenevät pienissä ryhmissä teoriaa opiskellen ja labratöitä tehden. Teoriatehtävien ja tutkimusraporttien lisäksi kurssinumeroon vaikuttaa kaksi koetta. Kukin ryhmä saa valita koepäivänsä, mutta vaikka opiskelu ja kertaaminen tapahtuu yhdessä, tekee jokainen oppilas oman kokeen.

Tänä vuonna yksi fiksuimmista ryhmistäni (koskaan) esitti toivomuksen saada tehdä myös kokeen yhdessä. Toive oli hyvin perusteltu ja asiallisesti esitetty. Mitä sellaiseen pitäisi vastata?

Mikä on yläkoulun kurssikokeen päämäärä? Miksi opettajat pitävät kokeita? Eivät ainakaan korjaamisen ilosta! Veikkaan, että ylivoimaisesti tunnustetuin tavoite on pystyä arviomaan oppilaan osaamista mahdollisimman oikeudenmukaisesti kurssin lopussa. Yleensä tämä tapahtuu arvosana-asteikolla neljästä kymmeneen.

Kokeella voi olla kuitenkin myös muita tavoitteita. Tällaisia ovat esimerkiksi seuraavat:

  • Kokeessa oppiminen
  • Kokeen opiskelua ohjaava vaikutus kurssin aikana
    • oppilas keskittyy siihen, mitä tietää tai epäilee opettajan kysyvän kokeessa
  • Kokeen opiskelua ohjaava vaikutus tulevaisuudessa
    • oppilas suuntaa opiskeluaan aiempien kokemustensa perusteella
    • koe kertoo siitä, mitä opettaja pitää tärkeänä
  • Oppilaan itsetunnon ja -tuntemuksen vahvistuminen
  • Opettajan oppilastuntemuksen paraneminen
  • Hyvä fiilis  (vai onko tämä mahdottomuus?)

Ennen kuin päätin ryhmäkokeen tekemisestä, tein riskianalyysin ja kävin läpi oppilaiden aiemmat yläkoulun näytöt. Tulin siihen tulokseen, että ne ovat riittävät päättönumeron antamiseen, oli kokeen lopputulema mitä tahansa. Asiaa vankisti vilkaisu nykyopsiin, josta huomasin, että ravintokemiaa ei mainita päättöarvioinnin kriteereissä millään lailla.

Tilanne antoi vapaat kädet kokeen suunnitteluun. Sain vision koetilanteesta, jossa ryhmä kokoaa kaiken oppimansa ajatuskartan muotoon. Pystyin arvailemaan, mitä keskusteluja kartan rakentelu herättäisi ja miten hieno koonti se olisi aiheen opiskelulle.

Paljastin etukäteen oppilaille kokeen luonteen (ajatuskartta) ja koepäivänä annoin tehtävänannoksi muutamia pakollisia karttaan sijoitettavia sanoja, paperia, värikynät ja vapaat kädet kuvata oppimaansa.

IMG_2634

Ryhmä teki tehtävää intensiivisesti koko kaksoistunnin. Muut ryhmät opiskelivat omia juttujaan ja tekivät labroja samassa luokassa. Ehdin miellyttävän paljon kuunnella sivukorvalla kokeentekijöiden hienoa dialogia.

Johtopäätös. Tällainen koe on loistava oppimistilaisuus. Perinteinen koe kallistuu helposti behavioristisen tiedon toistamisen puolelle. Tämä oli minun mielestäni sosiokonstruktivismia parhaimmillaan. Ryhmä kokosi kaikesta oppimastaan jäsennellyn kokonaisuuden, keskusteli ja väitteli kokonaisuudesta, yksityiskohdista ja niiden keskinäisistä suhteista. Samalla tulivat hyötykäyttöön yhteistyötaidot. Ainakaan tässä ryhmässä kukaan ei sortunut peesaamiseen. Jokainen kantoi vastuunsa ja osallistui tekemiseen omalta osaltaan.

Jos nyt kokeen oppilaita erotteleva tavoite heikkeneekin, vahvistuu moni muu asia. Koetilaisuus muuttuu oppilaita erottelevasta ryhmäyttäväksi. Koe on suuressa määrin oppimistilaisuus. Koe ohjaa irrallisen tiedon muistamisen sijaan kokonaisuuden hahmottamiseen. Koe kouluttaa ryhmätyöskentelyyn sekä vastuun jakamiseen ja kantamiseen.

Kun uskaltaa ensimmäisen kerran kokeilla uutta, on seuraava kerta paljon helpompi. Alkaa tuntua hölmöltä, että olen korostanut kokeen erottelevuutta muiden hyötyjen kustannuksella. Tämä ei jää viimeiseksi ryhmäkokeekseni. Itse asiassa seuraavat on sovittu ylihuomiselle 🙂

Seuraavasta linkistä löytyy koe, jonka pidin ravintokemiasta.  Ryhmäkoe_ravintokemia

Yhtälöanimaatio

Tällä viikolla aloitin seiskojen kanssa yhtälönratkaisua. Ennen oppitunnin alkua hehkutimme opekollegan kanssa sitä, miten mahtavaa on aloittaa uusi ja merkittävä asia puhtaalta pöydältä. Työkaverin sanoja lainatakseni ” nyt kun me opetetaan heille tämä, niin he ei pääse siitä koskaan eroon!”

Uutta aloittaessa yritän olla tosi tarkkana, että opetan asian oikein. Me aloittelimme yhtälöä vihkoon piirretyn vaa’an avulla, johon laitettiin oransseja pahvilappumuuttujia ja makaronit vastasivat ykkösiä. Jokainen ymmärsi, että vaaka pysyy tasapainossa, kun molemmilta puolilta poistaa saman määrän tavaraa.

Power Pointissa on kätevää tehdä vaaoista animaatioita. Tässä on videoksi pakattu animaatio ja ja sen alla linkki, josta pääsee sen Power Point -versioon. Siitä voi klikkailla eteenpäin omaan tahtiin tai muokata melko helposti muihinkin laskuihin sopivaksi.

yhtalo_vaaka-power-point