Siirry sisältöön

Itä-Suomen yliopiston fysiikan ja matematiikan laitos on kehittänyt fysiikan virtuaalisia laboratoriotöitä jatkuvan oppimisen tukemiseksi.

Kaksi työtä on avattu vapaaseen kokeilukäyttöön. Työt soveltuvat erityisesti lukiolaisille ja 1. vuoden korkeakouluopiskelijoille. Töissä käsitellään benjihypyn fysiikkaa ja ominaislämpökapasiteetin määrittämistä. Töiden avulla voi syventää mekaniikan ja termofysiikan osaamista ja kokeellisen mittausaineiston käsittelytaitoja.

Töiden pariin pääset seuraavien ohjeiden avulla.

  • Kirjaudu Fysiikan ja kemian MOOC-pohjaiselle työkurssille Google- tai HAKA-tunnuksilla.

  • Saat sähköpostin, josta voit käydä hyväksymässä digicampus-järjestelmän käyttäjäehdot.
  • Ensimmäisellä kirjautumiskerralla järjestelmä kysyy kurssiavainta, joka on VL_testaaja2020 ja se laitetaan kohtaan Yleinen itserekisteröityminen.

  • Valitse lopuksi Fysiikan virtuaaliset laboratoriotyöt, josta löydä kokeilukäyttöön avatut työt.

 

Töitä vielä kehitetään, minkä vuoksi niissä voi ilmetä pieniä bugeja. Otamme mielihyvin vastaan palautetta ja käyttäjäkokemuksia sekä kehitysideoita, joita voi lähettää osoitteeseen mikko.kesonen(a)uef.fi

Lisätietoja voi kysellä samasta osoitteesta.

Viiden oppiaineen (biologia, fysiikka, kemia, maantiede ja matematiikka) opettajaopiskelijat ovat kehittäneet Ilmiölähtöisyys luonnontieteiden ja matematiikan aineenopettajakoulutuksessa -kurssilla runsaasti toimivia materiaaleja eri koulutasoille. Alla opiskelijoiden laatimat materiaalit lukuvuodelta 2018-2019. Jokaisessa projektissa on yhdistetty vähintään kolmen tieteenalan sisältöjä ja menetelmiä:

Kasvien merkitys ihmisille ja ekosysteemille

Mihin kasveja tarvitaan? Koko projektin tarkoituksena on saada tähän kysymykseen alkutietoja laajempi ymmärrys. Materiaali koostuu tehtäväpaketeista alakouluun ja yläkouluun.

Miksi maapallolla on erilaisia kasvillisuusvyöhykkeitä?

Projektin ilmiö oli tutkia ja pohtia, miksi maapallolla on erilaisia kasvillisuusvyöhykkeitä ja mitkä eri tekijät vaikuttavat niiden esiintymiseen. Kasvillisuusvyöhykkeitä tarkastellaan maantieteen, biologia, kemian, fysiikan ja matematiikan näkökulmista.

Valo-projekti

Projektin kohderyhmä on lukiolaiset ja aiheina valon vaikutus kasveihin, fotosynteesi ja valon fysikaaliset ominaisuudet. Se koostuu kahdesta osasta, joista ensimmäinen osa ollaan kasvipuutarhassa tutustumassa valoon ilmiönä pääosin biologian näkökulmasta ja toinen laboratoriossa fysiikan näkökulmasta.

Ravinto-projekti

Oppimateriaalien tarkoituksena on tutustuttaa oppilaita ravintoon ja sen monikäyttöisyyteen ja pyrkiä ohjailemaan heitä kohti terveellisempiä elämäntapoja. Materiaali on suunniteltu yläkouluun.

Ruoka ilmiönä

Projektin aiheena on ruoka ja se on suunnattu yläkoululaisille. Nettisivuilla oleva materiaali koostuu neljästä osiosta: ruoka ja ympäristö, ruoka ja väestö, ruoan sisältö ja terveellinen ruoka sekä keittiökemiaa.

Ihminen ja oma arkiturvallisuus

Projektin tarkoituksena on saada oppilaat pohtimaan heidän omaa turvallisuuttaan ja miten turvallisuus ilmenee heidän arkisessa elämässään. Siinä keskitytään kahdeksas luokkalaisten terveystiedon sisältöihin, mutta opetusmateriaali sisältää myös kemiaa, fysiikkaa, biologiaa sekä matematiikkaa.

Hyvinvointi ja vesi

Veden ja hyvinvoinnin välisen yhteyden voi havaita monella eri tasolla. Ihmisen kohdalla vesi vaikuttaa erityisesti fyysiseen, mutta myös psyykkiseen hyvinvointiin. Myös ympäristön hyvinvointiin vesi vaikuttaa monella tavoin vaikuttaen samalla epäsuorasti myös ihmisen hyvinvointiin. Ilmiön tutkinnassa yhdistyvät muun muassa biologia, terveystieto ja kemia.

Muovi

Ilmiöprojektin tarkoituksena on tutustua muoviin useasta eri näkökulmasta. Projekti yhdistää useita eri oppiaineita (biologia, maantieto, kemia, käsityö, kuvataide) ja myös erilaisia työskentelytapoja, kuten ryhmätyöskentelyä, tiedonhakua, kokeellisuutta ja itsenäistä työskentelyä.

Ruoka ja ruoan säilyminen

Kokonaisuus on rakennettu kolmevaihemallin mukaan: skenaario, tutkimus, päätöksenteko. Skenaario kuvitteellinen ruokamyrkytysuutinen. Oppilaat saavat lähteä ratkaisemaan skenaarion ongelmaa monipuolisesti tutkivin menetelmin erilaisissa oppimisympäristöissä. Opetuskokonaisuudessa on pyritty integroimaan monipuolisesti eri tieteenaloja ja niiden sisältöjä.

Törmäysprojekti on insinöörisuunnittelua ja fysiikkaa yhdistävä kokonaisuus, jossa oppilaat saavat haasteekseen suunnitella turvavarustelut autolle, siten että sen kyytiin sijoitettu kananmuna säilyy ehjänä törmäyskokeessa.

Katso kokonaisuuden esittely tästä videosta: https://youtu.be/sYkoaK1iOtM

Luokka-aste: 7-9 ja lukio (sopii joustavasti hyvin myös esi- ja alakouluun)

Arvioitu oppituntien määrä: n. 2 oppituntia (45 min), syventyä voi pidempäänkin

Materiaalit

Materiaali sisältää 11 sivua opettajan ohjeita ja 9 sivua liitteitä kuten oppilaiden työmonisteita.

Suomennus ja muokkaus: Tommi Penttinen ja Jussi Ruuskanen

Suomennettu ja muokattu alkuperäisteoksesta: Maker Challenge: Creative Crash Test Cars,Contributed by: RET Program, College of Engineering, North Dakota State University Fargo https://www.teachengineering.org/makerchallenges/view/nds-1746-creative-crash-test-cars-mass-momentum

Copyright of the original work: © 2017 by Regents of the University of Colorado;
original © 2016 North Dakota State University

Tutustu materiaaliin liittyviin muihin videoihin

Taulukko oppitunneista

Minuutit Työvaihe Työtavat Materiaalit
Oppitunti 1 15 Opettaja alustaa aiheen, kertoen mitä on tarkoitus opiskella ja miksi aihe on tärkeä

Ja oppilaat tekevät alkukyselyn

 Opettajajohtoinen Alkukysely ja video törmäystestistä
30 Suunnittelu:

Suunnitellaan lomakkeen avulla oman auton turvajärjestelyt

Ryhmätyöskentely Turvajärjestelyjen rakennusmateriaalit, sekä oppilaan materiaalit lomake
Oppitunti 2 20 Autojen valmistus: Oppilaat valmistavat prototyypin ja kokeilevat sitä hitaalla vauhdilla. Auto punnitaan. Ryhmätyöskentely Rakennusmateriaalit, kananmunat ja vaaka
20 Autoilla suoritetaan törmäyskokeet. Mitataan auton nopeudet ja lasketaan liikemäärä. Ryhmätyöskentely Ramppi, seinä, autot ja mittalaitteet, Oppilaan materiaalit
10 Oppilaat pohtivat ensin ryhmässä, kuinka liikemäärä vaikuttaa törmäyksessä tapahtuneeseen vahinkoon. Lopuksi opettajan kanssa pohditaan fysiikan näkemystä aiheeseen Opettajajohtoinen/ryhmätyöskentely Oppilaan materiaalit

Työn tarkoituksena on tutkia eri kaasujen emissiospektrejä sekä määrittää kokeellisesti vetyatomin spektristä aallonpituudet ja energiat. Lisäksi pyritään määrittämään spektrien avulla erilaisia tuntemattomia kaasuja. Työ liittyy FY7 aine ja säteily -kurssin sisältöihin ja on suoritettavissa yhden oppitunnin aikana (75 min).

Työn voi tehdä virtuaalisesti tai tulla vierailemaan LUMA-luokassa.

Tekijä: Joonas Saari

Tämä opetusmateriaalipaketti (opetusmateriaali & teoriapaketti) on tarkoitettu yläkoulun ja lukion opetussisältöihin. Materiaalit sopivat hyödynnettäväksi esimerkiksi maantiedon tai fysiikan oppitunneilla. Tehtäväosioista on mahdollista valita opetustavoitteiden kannalta tarkoituksenmukaiset kokonaisuudet ja niiden järjestystä voi vaihdella.

Arvioitu opetukseen käytettävä aika: 75 min (kaikki tehtävät).

Opetusmateriaali

Teoriapaketti

Tässä työssä perehdytään radioaktiivisuusmittauksiin sekä graafien piirtämiseen. Opetusmateriaalipaketti (opetusmateriaali & teoriapaketti) on tarkoitettu yläkoulun ja lukion opetussisältöihin. Materiaalit sopivat hyödynnettäväksi esimerkiksi maantiedon tai fysiikan oppitunneilla. Tehtäväosioista on mahdollista valita opetustavoitteiden kannalta tarkoituksenmukaiset kokonaisuudet ja niiden järjestystä voi vaihdella. Kaavion luominen LibreOffice Calcilla on suositeltava erityisesti lukiolaisille.

Arvioitu opetukseen käytettävä aika: 75 min (kaikki tehtävät ja kaavion tekeminen).

Opetusmateriaali

Teoriapaketti

TIESTÖN SUOLAAMISEN JA HIEKOITTAMISEN VAIKUTUKSET LUMEN LAATUUN

 Tämä opetuskokonaisuus on suunnattu yläkoulun ja lukion opetussisältöihin.

Työ voidaan toteuttaa myös projektiluontoisena työnä keräämällä luminäytteet ja tekemällä mittaukset useamman viikon aikana. Projektityöskentelyssä on mahdollista hyödyntää formatiivista arviointia osana tutkimusraportin tai kurssin arviointia.

Opetuskokonaisuuden tavoitteet:  

  • Tiestön hiekoittamisen ja suolaamisen vaikutusten selvittäminen
  • Perehtyminen tieteellisen tutkimuksen tekemiseen
  • Geomedia: Kaavion tekeminen LibreOffice Calcilla
  • Geomedia: Kartan tekeminen QGIS-ohjelmalla (lukio)
  • Tavoitteellinen ryhmissä työskenteleminen ja työskentelyn arviointi

Ajankäyttö:

 Aineiston keruu, lumen laadun mittausten tekeminen ja kaavion luominen 2 x 75 min

  • Kartan tekeminen QGIS-ohjelmalla (lukio) 75 min

Opetusmateriaali

Vedenlaadun tutkimusvälineiden käyttöohjeet

QGIS Työohje

4

Viiden oppiaineen (biologia, fysiikka, kemia, maantiede ja matematiikka) opettajaopiskelijat ovat kehittäneet Ilmiölähtöisyys luonnontieteiden ja matematiikan aineenopettajakoulutuksessa  -kurssilla runsaasti toimivia materiaaleja eri koulutasoille. Alla opiskelijoiden laatimat materiaalit lukuvuodelta 2017-2018. Jokaisessa projektissa on yhdistetty vähintään kolmen tieteenalan sisältöjä ja menetelmiä:

...jatka lukemista "Ilmiölähtöisyys luonnontieteiden ja matematiikan aineenopettajakoulutuksessa -materiaaleja 17-18"