Aihearkisto: Kemia

7 lk kemian työkirja 3.0

Vuosi sitten julkaisin ”uuden opetussuunnitelman kemian työkirjan”, joka oli paranneltu muuteltu versio vanhasta. Olen syksystä saakka katsellut sitä sillä ajatuksella, että jotain pitäisi tehdä. Materiaalissa pitäisi olla selkeästi tavoitteet ykkösenä (tai vähintään näkyvissä) ja sisällöt mielellään hyvällä kakkossijalla. Ja nyt siinä onkin.

Laitoin työkirjaan tavoitteet ja niiden arviointiasteikot heti ykkössivulle näkyviin ja merkitsin vihkon tehtävät niiden mukaisesti. Nyt kirjasta näkee selkeästi, mikä on kunkin tehtävän, tutkimuksen tai projektin tavoite.

ote kemiankirjasta

Mitä hyötyä tästä sitten on?

Tavoitteet ja niiden harjoittelu tulee oppilaalle näkyväksi. Kun joku tuskailee, miksi pitää kotiläksynä etsiskellä ja selittää sanoja, voi havaita, että tämä liityy kemian käsitteiden hallintaan, joka on oleellinen kemian taito. Kun sekoitetaan aineita koeputkessa, selviää, että harjoitellaan tutkimuksen tekemistä, jossa pyritään sekoittelun lisäksi hyvään yhteistyöhön sekä tarkkaan havaintojen tekemiseen.

ote kemiankirjasta 2.png

Työskentely (T2) läpäisee kaiken tekemisen. On opettajasta kiinni, millä keinoin siihen kannustaa ja miten sen tekee näkyväksi. Itse käytän itsearviointia, vertaisarviointia ja keskusteluja oppilaan kanssa. Arviointitaulukko on ollut loistava väline keskusteluun niidenkin oppilaiden kanssa, jotka eivät meinaa päästä tekemiseen kiinni. Tähän tyyliin:
– No niin, tiedätkö mitä pitää tehdä?
(jos vastaus on kyllä)
– Sitten vaan tekemään, niin olet työskentelyssä heti tällä seuraavalla tasolla.
(jos vastaus on en)
– No otetaanpa selvää, niin pääset tähän ensimmäiselle tasolle.

työskentely T2.png

Version 2.0 sähköiset testit ja muut matskut ovat edelleen yhteensopivia. Kappaleen 2 aineentunnistustehtävään löytyy sieltä lista tutkittavista aineista.

Versio 2.0 viittasi kappale- ja sivunumeroilla ikivanhaan Avain-sarjan oppikirjaan, versio 3.0 uudistettuun FYKE-sarjaan.

Työkirja 3.0 kemia 7lk (pdf)
Työkirja 3.0 kemia 7lk (doc)

Creative Commons -lisenssi
Tämä teos, jonka tekijä on Laura Ketonen, on lisensoitu
Creative Commons Nimeä-EiKaupallinen 4.0 Kansainvälinen -lisenssillä.

Mainokset

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

Kemian työkirja uuteen opsiin

Olen hyvissä ajoin alkanut valmistautua uuden opetussuunnitelman tuloon. Nyt keväällä 2017 aion opettaa 7. luokan kemian kurssin uuden opsin mausteilla ja tätä varten olen valmistellut kurssin tueksi työkirjaa. Kemian sisältöjen  vuosiluokkaistamiseen ei Jyväskylässä ole tulossa suurta muutosta, joten tästä kurssista on hyvä aloittaa suunnittelu.

Vaikka sisältöihin ei tule muutosta, moni asia täytyy miettiä uudelleen. Opetuksen on varmaankin hyvä heijastella uuden opetussuunnitelman oppimiskäsitystä ja uudistuneita kemianopetuksen tavoitteita. Olen yrittänyt lisätä oppilaan osuutta niin tutkimustyo_koeputkityöskentelyssä kuin arvioinnissa, sillä oppimiskäsityksen mukaan ”oppilas on aktiivinen toimija”. Tavoittelen sitä, että tutkiminen olisi olennainen osa oppimista, ei vain päälleliimattua laboratoriotaitojen harjoittelua. Olen lisännyt oppilaan valinnanvapautta loppukurssista, jotta oppilas voisi valita oman kiinnostuksensa kohteita sekä harjoitella jo ensimmäisenä vuonna avoimen tutkimuksen tekemistä. Ja kun uusissa kemian tavoitteissa viitataan useampaan kertaan malleihin, halusin lisätä niihin liittyviä tehtäviä, niin työkirjaan kuin testeihin.

Kaikkein olennaisimpana tässä työkirjaprojektissa pidän sitä, että olen tarkkaan miettinyt, mitkä taidot seiskaluokkalaisen pitäisi kemiassa oppia. Oppikirjoissa kerrotaan paljon kaikenlaista ja suurin osa siitä on hyvää ja yleissivistävää. Kurssin tavoitteet ei kuitenkaan voi tarkoittaa samaa, kuin oppikirjan hallinta. Isoin työ ja hyöty on ollut sen miettimisessä, mitkä ovat uuden opetussuunnitelman tavoitteet ja miten niitä voi opettaa. En ole varma, hyödyttääkö tämän prosessin tuotosten jakaminen toista opettajaa, vai onko se sellainen homma, joka jokaisen pitää tehdä itse.h2o2-pelkka

Olen ops-työssä joutunut saanut pohtia opetuksen tavoitteita sekä niiden arviointia kymmenien, ellen satojen tuntien ajan. Olen luokitellut kemian opetuksen tavoitteita niiden laajuuden ja laadun mukaan käyttäen apuna Krathwohl-Andersonin taksonomiaa, joka on kehittynyt versio Bloomin taksonomiasta. (Suosittelen muuten lukemaan aiheesta Pirkko Kärnän & Maija Akselan artikkelin ”Työskentely- ja ajattelutaitojen arviointi kouluopetuksessa”. Se löytyy vapaasti luettavana opetushallituksen raportista sivulta 119.)

Mietin jo työkirjaa tehdessäni, mitä asioita haluan oppilaan oppivan ja mitä asioita tulen arvioimaan ja miten. Opetussuunnitelma painottaa monipuolisten menetelmien käyttöä arvioinnissa, sekä formatiivista, eli oppimista ohjaavaa arviointia. Arvioinnin painopiste ei siis saa olla kokeessa kurssin päättyessä.

Pohdittuani moneen kertaan arvioinnin oikea-aikaisuutta, ohjaavuutta, oikeudenmukaisuutta ja omia voimavarojani, päädyin seuraavaan arviointicomboon:

  1. Osa kurssin asioista tulee muistaa eli osata ulkoa. Tällaisia asioita ovat turvallisuusohjeet (mikä testi on itse asiassa lähinnä testijärjestelmän harjoittelua), työvälineet ja kemialliset merkit. Testaan nämä Socrative-testillä, joka arvostelee vastaukset puolestani. Testin pistemäärää ei voi suoraan muuttaa numeroksi (sillä monivalintatehtävissä on myös tuuri mukana), mutta tuloksesta näkee, jos oppilas on oppinut vaadittavat asiat.
  2. Osa kurssin asioista täytyy ymmärtää. Näitä ovat alkuaineen, yhdisteen, seoksen ja puhtaan aineen sekä kemiallisen reaktion käsitteet.  Näitä arvioin yhdellä socrative-testillä sekä kahdella b-seos-yhdistetutkimustyöllä. Tutkimustöistä toinen arvioidaan ryhmäarvioinnilla ja toisen arvioin minä.
    Suurin osa tutkimustöistä palvelee ymmärtämistä, mutta en arvioi niitä kaikkia. Uskon että pienempikin otos tuottaa riittävästi materiaalia arvosanan antamiseen.
  3. Osa tavoitteista vaatii uusien taitojen soveltamista. Näitä ovat työskentelytaidot, tutkimisen taidot (rutiininomaista soveltamista) sekä avoimen tutkimuksen tekeminen (opitun soveltamista uudessa yhteydessä). Näitä mittaan äsken jo mainitun ryhmäarvioinnin sekä aiemmin kurssilla olevan itsearvioinnin avulla. Kurssin viimeisen, avoimen tutkimustyön, arvostelen itse. Se on samalla mahdollisuus näyttää että taidot ylittävät hyvän osaamisen.
  4. Kotitehtävät ovat käsitteiden selittämistehtäviä ja löytyvät työkirjan lopusta. Tekemällä kaikki 26 tehtävää, saa kotitehtävänumeroksi kympin. Kuusi hyväksytysti tehtävää riittää viitoseen.

Työkirjaa voi katsella tästä: tyokirja-kemia-7lk

Socrative-testit voi ladata seuraavista linkeistä, kunhan on kirjautunut socrativeen opettajatunnuksilla:

 

Punakaaliprojekti

Nyt haluan esitellä ystäväni punakaalin. Tässä projekti, joka vaatii yhden kauppareissun (kun ostat kaalin) ja hetken labrassa (kun sekoitat kaksi liuosta). Sen jälkeen voitkin nauttia oppilaiden omantoimisesta työskentelystä ja kekseliäisyydestä – ja kaalin tuoksusta. Projekti on tarpeeksi selkeä, jotta kaikki pääsevät mukaan keksimään ja kokeilemaan, mutta siinä riittää syvyyttä ihan lukiotasoon saakka, jos on valmis kaivamaan.image

Projektiin olen käyttänyt yhteensä 6 tuntia. Olen aiemmin pitänyt hapoista, emäksistä ja neutraloitumisesta kirjallisen kokeen, mutta nykyään arvostelen tämän projektin, en pidä lainkaan kirjallista koetta. Työ sopii mukavuudessaan myös lukukauden viimeisille tunneille, asialliseksi viihteeksi.

Projektissa jokainen ryhmä keittää punakaalista indikaattoriliuoksen, valmistaa sitä käyttäen pH-paperia ja tutkii näiden avulla erilaisten kotoa, koulusta ja luonnosta löytyvien aineiden pH:n. Lisäksi tehtävänä on laimentaa kennolevylle pH:t yhdestä kolmeentoista ja saada selville indikaattoriliuoksen sävy jokaisessa näistä. Tämä on sellainen työvaihe, jonka voi halutessaan jättää heikommilta oppilailta pois.

Projektissa parasta on se, että siinä tulevat monipuolisesti esille tekemisen taidot, asiasisällön ymmärtäminen, sekä luovuus.image

Luovuus pääsee kukoistamaan siinä, kun ryhmät keksivät tutkittavia aineita ja kehittelevät niiden käsittelyä. Joka kerta joku tekee uusia keksintöjä. Viimeksi joku keksi tutkia tuhkaa (emäksistä, mistä seurasi hyvä keskustelu siitä miksi). Yksi ryhmä hienonsi taululiidun palasen huhmareessa ja liuotti veteen. Yhdet hakivat ulkoa myrkyllisiä marjoja ja puristivat niistä mehua. Joku keksi keittää kemian välineillä kahvia (hyvä kertaus liittyen uuttamiseen ja suodattamiseen). Yhdellä ryhmällä on tälläkin hetkellä karkki koeputkessa liukenemassa, jotta sen pH:n pystyisi ensi tunnilla mittaamaan.image

Työn tulokset olen kerännyt kuvina pedanettiin. Sinne olen myös laittanut ohjeet. Viimeksi en saanut varattua koulun tabletteja, mutta tekeminen onnistui omilla älylaitteilla.

Tässä ohjeet projektiin: Indikaattoriprojekti

Vetyraketti elektrolyysin avulla

Veden elektrolyysi on loistava työ kemiallisen reaktion havainnollistamiseen! Siinä tulee esille endotermisyys, eksotermisyys,  kemiallisen reaktion kaksisuuntaisuus ja reaktioyhtälön tasapainottaminen. Kaikki on kääritty houkuttelevaan pakettiin, eli pieneen räjähdykseen.

Olen pikkuhiljaa uskaltanut antaa oppilaiden tehdä työn itse. Verrattuna perinteiseen magnesiumin ja suolahapon avulla tehtyyn vetyrakettiin tämä on paljon tehokkaampi, mikä johtuu hapen ja vedyn optimaalisesta suhteesta. Tehokkuus korreloi turvallisuuden kanssa siksi, että tällaiselle raketille riittää pieni 100 ml tippapullo. Vaikka pullo lähtee kovalla vauhdilla, ei se esimerkiksi tee luokan kattolevyihin jälkeä.

Tein tänä vuonna (rautalangasta väännetyn) kirjallisen ohjeen vetyraketin valmistamiseen ja kysymyspaketin sen sisältöjen opiskeluun. Molemmat löytyvät tästä:

veden elektrolyysiohje      veden elektrolyysikysymykset

Ilmiömäinen idea

imageUuden opetussuunnitelman mukaan opetuksen pitäisi olla ilmiöpohjaista, projektimuotoista ja oppimisen pitäisi tapahtua aidoissa ympäristöissä. Pitäisi lähteä ulos luokkahuoneesta.

Mutta kuinka sieltä luokasta ehtii mihinkään lähteä? Ja miten puolessatoista tunnissa ehtii paneutua kunnolla mihinkään projektiin? Pitäisi varmaan pitää kaikki viikon fysiikantunnit samana päivänä.

!!!

Tajuntaa laajentava ajatus. Kysäisin heti apulaisrehtorilta asiaa. Ilmeisesti kokeilun järjestäminen ei ole lukujärjestysteknisesti mitenkään mahdotonta. Se voisi periaatteessa onnistua jo ensi vuonna. Ja se tarkoittaisi kahdeksasluokkalaisille kuutta tuntia fysiikkaa tai kemiaa yhteen putkeen. Siinähän ehtisi vaikka mitä.

Mutta sitten pitäisi miettiä opetus ihan uusiksi. Eihän kuudesta tunnista voisi pitää puoltakaan opettajajohtoisena. Teoriaakaan ei voisi lykätä samassa suhteessa kuin nyt. Homman pitäisi perustua aivan jollekin muulle, ei voisi vetää samoilla vanhoilla.

Niinpä!

Tarkoitan sitä, että moni muutos laimistuu, kun tulee ajautuneeksi takaisin vanhaan. Väitän, että pidämme koulumaailmassa kiinni monista asioista, jotka eivät ole lainkaan välttämättömiä tai edes hyödyllisiä. Emme vain näe, millä muulla tavalla asiat voisi tehdä. Tämän vuoksi suuri muutos voi olla pientä helpompi toteuttaa.

Oppilastahtisen kemiankussin päätösj

Kemian kokeilukurssi tuli päätökseen. Oppilailta keräämäni palaute oli hyvää ja tykkäsin itse! Aion varmuudella jatkaa kurssin opettamista oppilastahtiseen tapaan. Lyhyesti plussat ja miinukset:

image+ Omatahtinen opiskelu tuntui poikkeuksetta oppilaista mukavalta. Oppitunnit sattuivat olemaan pitkän päivän päätteeksi sekä aikaisin aamusta, mutta oppilaat kommentoivat jaksaneensa hyvin, kun töitä pystyi tekemään omaan tahtiin.

+ Omatahtinen opiskelu tuntui meistä opettajista vapauttavalta. Myöhäiset iltapäivätunnitkaan eivät olleet raskaita. Kahden ryhmän ja opettajan työpanoksen yhdistäminen toi mukavaa liikkumavaraa omaan toimenkuvaan.

+ Teimme periaatepäätöksen vähentää niskaan hengittämistä ja komentelua ja antaa vastuuta oppilaille. Tuntui järkevältä keskittyä niihin, jotka olivat valmiita oppimaan ja tarvitsivat apua.

+ Oppilaat ottivat yllättävänkin hyvin vastuuta omasta työskentelystään. Ensimmäisen kahden viikon jälkeen tuntui ajoittain, että meitä opettajia ei enää niin tarvittukaan.

– Hiihtoloman aikana tapahtui itseohjautuvuudessa takapakkia. Lomaa seuraava viikko oli osalla pelkkää kuulumisten vaihtoa ja päämäärätiedotonta käytävällä oleskelua.

+ Laboratoriotöiden laatu oli parempi, kun ne tehtiin omaan tahtiin laboratorioluokassa. Kaikki työt tehtiin samaan työkirjaan ja arvosteltiin kurssin lopussa. Ryhmät tulivat tekemään töitä keskimääräistä paremmin valmistautuneina.

+ Enemmistö koki oppineensa asiat tällä tavoin tavallista paremmin. Arvosanojen keskiarvo oli korkea.

– Muutama kärsi vähäisemmästä kontrollista, mikä näkyi arvosanassa. Nämäkin oppilaat sanoivat tykänneensä opiskelusta, mutta tulokset olivat kauniisti sanottuna vaatimattomat.

– Kurssimonisteen arvostelu teetti opettajille useamman tunnin ylimääräistä työtä, mikä tuntui jakson vaihteessa isolta hommalta.

+ Tuntui hyvältä perustaa kurssiarvosana muuhunkin selkeään näyttöön kuin kokeisiin.

– Kurssin aikana iski kevään pahin flunssaepidemia. Pahimmalla kerralla oli 16 hengen ryhmästä puolet sairaana. Pelotti että koko systeemi romahtaa.

+ Sairastuneet tekivät hyvin töitä kotona. Tätä auttoi se, että paikalla olleet lähettivät poissaolijoille viestiä mitä olivat koulussa tehneet. Ryhmäpaine motivoi pysymään kärryillä.

EDIT: Maitomuovin ohje löytyy täältä.