Itä-Suomen yliopiston LUMA-keskus
Oivalla ja onnistu!
Tässä alla on koottuna eri lumatoimijoiden kehittämiä materiaaleja opetuksen tueksi yläkoulun vuosiluokille 7-9.
Näistä linkeistä pääset myös muiden luokka-asteiden materiaaleihin:
Varhais- ja esiopetus
Alkuopetus, luokat 1-2
Alakoulu, luokat 3-4
Alakoulu, luokat 5-6
Yläkoulu, luokat 7-9
Lukio
Aihe: Maitomuovi
Ikäluokka: Esiopetus - Yläkoulu
Tavoitteet: Työn tavoitteena on oppia valmistamaan maitomuovia.
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.
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.
Oppimateriaalien tarkoituksena on tutustuttaa oppilaita ravintoon ja sen monikäyttöisyyteen ja pyrkiä ohjailemaan heitä kohti terveellisempiä elämäntapoja. Materiaali on suunniteltu yläkouluun.
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.
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.
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.
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
| 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 |
Laserturvajärjestelmän suunnittelu ja rakentaminen on LUMA-aineiden opetusta eheyttävä oppimiskokonaisuus, joka opettaa kattavasti valo-opin käsitteitä, insinörisuunnittelun periaatteita, yhteistyötaitoja sekä hieman geometriaa. Oppilaiden mieltä kutkuttava konteksti motivoi ja antaa tuntemuksen fysiikan ja matematiikan osaamisen hyödyllisyydestä.
Luokka-aste: 6-9
Arvioitu oppituntien määrä: 10-16 oppituntia (10 x 75 min, 16 x 45 min)
Kokonaisuuden kuvailu:
Laser Secure Oy suunnittelee turvajärjestelmiä, jotka suojaavat arvokkaita esineitä. Yhtiö tarvitsee oppilaiden apua uuden laserturvajärjestelmän suunnittelussa. Järjestelmän tulisi suojata ympäri maailmaa kulkevia näyttelyesineitä. Tässä insinöörityöskentelyyn pohjustautuvassa oppimiskokonaisuudessa oppilaat tutkivat valon ominaisuuksia, kuten heijastumista, taittumista, absorptiota ja valon läpäisyä. Oppilaat keräävät tuloksia ja havaintoja oppimiskokonaisuuden aikana omaan ”insinöörin muistikirjaansa” työskentelyn ohessa. Oppimiskokonaisuuden aikana kerättyjen tietojen avulla oppilaat suunnittelevat, testaavat ja kehittävät paremmaksi omaa laserturvajärjestelmäänsä.
| Ainesisältö | Teknologia- ja insinöörikasvatus | Matematiikan linkitys |
| valo, aallot, näkyvän valon spektri, heijastuminen, taittuminen, absorptio ja läpäisy | Insinöörisuunnittelu, laserit ja tietokonesimulaatiot | Kulmat ja niiden mittaaminen |
Materiaalit
Materiaali sisältää 14 sivua opettaan ohjeita, 8 sivua Galactic Games -yrityksen kirjeitä oppilaille (toimivat tehtävänantoina oppilaille) ja 9 sivua valmiita oppilaiden työmonisteita.
Suomennus ja muokkaus: Jenni Silvennoinen, Noora Luttinen & Heikki-Paavo Kurvinen
Suomennettu ja muokattu alkuperäisteoksesta: Electromagnetic Claw Game: Diggin’ For Fools’ Gold, EngrTEAMS, Patrick Crawford, Erin Fenlon, Corbin Rice, Amanda Johnston, Jeanna Wieselmann, Felicia Leammukda, Tamara Moore, Kerrie Douglas
Copyright of the original work: EngrTEAMS © 2017 University of Minnesota & Purdue University Research Foundation
Tutustu materiaaliin videoiden avulla
Esittely
Sähkömagneettikourapeli on oppimiskokonaisuus, jonka aikana oppilaat oppivat ymmärtämään magnetismia ja sähkömagneetin toimintaperiaatetta sekä teknologista ongelmanratkaisua (insinöörisuunnittelua) ja yhteistyötaitoja kiinnostavassa kontekstissa.
...jatka lukemista "Sähkömagneettikourapeli – Insinöörityöskentelyä yläkouluun"
Kehittäjät: Sanna Palvanen, Sanni Akkanen, Anastasia Savolainen, Iida Nuutinen, Joona Kokkinen, Jenna Kuoppamäki, Maija Lappalainen, Heikki Pisto, Noora Luttinen, Sarina Ahmadi, Matias Kotro
Toimittajat: Petja Hämäläinen ja Sanni Pirttilä
Aihe: Ravintokriisin puhkeaminen
Oppiaineet: biologia, maantieto, fysiikka, kemia, terveystieto
Ikäluokka: 9.-luokka
Tavoitteet: Oppimiskokonaisuuteen soveltuvat osat perusopetuksen opetussuunnitelman perusteista 2014
Kesto: 5–6 x 45min tai 3-4 x 75 min
Kuvaus toteutuksesta:
Skenaariossa esitellään oppilaille tilanne, jossa maapallon luonnon kantokyky on romahtanut. Pellot eivät enää uusiudu eikä pelloilta saatava vilja riitä lihantuotannon ylläpitämiseen. Näin ollen myöskään maitotuotteita ei ole enää saatavilla. Ravinteiden tehostettu käyttö pelloilla on johtanut järvien rehevöitymiseen ja sitä kautta hapenpuutteeseen. Merten tilanne on sitäkin huonompi. Oppilaiden tehtävä on pelastaa ihmiskunta mahdollisen nälkäkuoleman partaalta löytämällä vaihtoehtoisia ravinnon lähteitä. Skenaariovaiheesta on hyvä tehdä visuaalinen tuotos, joka näytetään oppilaille (ks. esimerkkivideo).
Tutkimusvaiheessa oppilaat pääsevät tekemään ravintovisaa, tutustumaan ravintoaineiden kemiaan, tehon merkitykseen maataloudessa, ruoan sulamiseen, lähiruokaan sekä luuston ja lihaksiston kannalta tärkeisiin ravintoaineisiin.
Päätöksentekovaiheessa oppilaat tekevät meemejä, joissa oppilaat ottavat kantaa ravintokriisiin ja sen ratkaisemiseen. Meemeissä oppilaat yhdistävät ja soveltavat päivän aikana opittuja tietoja ja taitoja.
Liitteet:
Työskentelyohjeet opettajalle docx-tiedosto | pdf-tiedosto
Lisämateriaali vitamiinit ja kivennäisaineet, ravintoaineiden kemiaa: docx-tiedosto | pdf-tiedosto
Ruoka sulaa kirjekuorien ohjeet docx-tiedosto | pdf-tiedosto
Luusto ja lihakset: ruokakuvat docx-tiedosto | pdf-tiedosto
Työskentelyohjeet oppilaille
Traktorista talikonvarteen docx-tiedosto | pdf-tiedosto
Lähiruoka docx-tiedosto | pdf-tiedosto
Luusto ja lihakset docx-tiedosto | pdf-tiedosto
Kehittäjät: Siri Joskitt, Emmi Kaskela, Heikki-Paavo Kurvinen, Niklas Leinonen, Juuli Lindén, Essi Linnavirta, Milla Maijala, Karri Oivanen, Henna Porras, Joonas Saari, Maria Surakka ja Enja Valkonen
Toimittajat: Petja Hämäläinen ja Sanni Pirttilä
Aiheet: Veden käyttö, vesi ihmiskehossa, veden kiertokulku, veden jakautuminen maapallolla, veden puhdistus, veden ominaisuudet, veden säästäminen
Oppiaineet: Biologia, fysiikka, kemia ja maantieto
Ikäluokka: 7.-luokka
Tavoitteet: Oppimiskokonaisuuteen soveltuvat osat perusopetuksen opetussuunnitelman perusteista 2014
Kesto: 6–8 x 45 min
Kuvaus toteutuksesta: Skenaariovaiheessa oppilaille esitetään videolla jokapäiväistä veden käyttöä sekä tilanne, jossa kotipaikkakunnan vesijohtovesi on saastunut. Oppilaiden ennakkokäsityksiä kartoitetaan ajatuskartan avulla. Skenaariovaiheessa tuodaan esiin oppimiskokonaisuuden tutkimusongelmat, joihin selvitetään vastauksia tutkimusvaiheessa.
Tutkimus- ja opiskeluvaiheessa oppilaat työskentelevät pienryhmissä viidellä eri työpisteellä. Työpisteillä opiskellaan mm. Kahoot!:n avulla veden merkityksestä ihmiskehossa, tulkitaan karttoja, havainnollistetaan veden jakautumista maapallolla, tutkitaan veden ominaisuuksia, kuten pintajännitystä ja tiheyttä, suodatetaan vettä sekä tarkastellaan veden kulutusta ja piiloveden määrää eri tuotteissa. Työpajat sisältävät monipuolista kokeellista työskentelyä.
Päätöksentekovaiheessa oppilaat tekevät oppimiskokonaisuuden aikana opittujen asioiden avulla uudelleen ajatuskartan, jota hyödyntäen he tekevät posterit. Postereissa tuodaan esiin päivän aikana opittuja asioita, esimerkiksi toimintaohjeita vesikriisistä selviytymiseen.
Liitteet:
Työskentelyohjeet opettajalle pdf-tiedosto | docx-tiedosto
Skenaariovaiheen diat pptx-tiedosto
Osmoosikokeen ohje pdf-tiedosto | docx-tiedosto
Työskentelyohjeet oppilaille
Veden jakautuminen pdf-tiedosto | docx-tiedosto
Veden suodatus pdf-tiedosto | docx-tiedosto
Veden säästäminen -diat ppxt-tiedosto
Veden säästäminen -pajan kortit pdf-tiedosto | docx-tiedosto
Päätöksentekovaiheen diat pptx-tiedosto
Skenaariovideo
Kehittäjät: Tia Isotalo, Ira Ekroth, Aki Kortelainen, Topi Kupias, Minna Seppälä, Nina Lempiäinen, Erika Esselström, Tommi Sorsa, Ville Aro, Tommi Penttinen, Pessi Pöllänen
Toimittajat: Petja Hämäläinen ja Sanni Pirttilä
Aihe: teknologiset sovellukset, hiilijalanjälki, virtapiirit, älypuhelimet
Oppiaineet: biologia, maantieto, fysiikka, kemia, terveystieto
Ikäluokka: 8.-luokka
Tavoitteet: Oppimiskokonaisuuteen soveltuvat osat perusopetuksen opetussuunnitelman perusteista 2014
Kesto: 3-4 x 45 min tai 2-3 x 75 min
Kuvaus toteutuksesta:
Skenaariovaihe toteutetaan Kahoot!-tietovisan avulla.Tietovisa sisältää kysymyksiä, jotka suuntaavat oppilaiden ajatuksia teknologia-aiheen pariin sekä nostavat esille oppilaiden ennakkokäsityksiä tutkimusvaiheen aiheista.
Siirry tästä Kahoot! -visaan.
Tutkimusvaihe koostuu neljästä eri osiosta (työpajaa), jotka ovat teknologian sovellukset, hiilijalanjälki, virtapiirit ja älypuhelin. Osioissa oppilaat tutustuvat GPS-paikallistamisjärjestelmään, tulkitsevat kuvaajia, pohtivat teknologian kehittymistä, hiilijalanjälkeen, virtapiireihin sekä älypuhelimien valmistukseen ja kierrätykseen.
Päätöksentekovaiheessa oppilaat suunnittelevat uuden teknologisen innovaation, esimerkiksi laitteen tai mobiilisovelluksen Uuden innovaation suunnittelussa otetaan huomioon eri näkökulmia tuotteen valmistuksen alkuvaiheesta aina sen käyttöönottoon ja kierrätykseen saakka. Teknologiset innovaatiot esitellään muille oppilaille oppimiskokonaisuuden päätteeksi.
Liitteet:
Työskentelyohjeet opettajalle (pdf-tiedosto) | (docx-tiedosto)
Työskentelyohjeet oppilaille:
teknologiat-työpaja (pdf-tiedosto) | (docx-tiedosto)
virtapiirit-työpaja (pdf-tiedosto) | (docx-tiedosto)
älypuhelin-työpaja (pdf-tiedosto) | (docx-tiedosto)
Kuvia teknologian innovaatioista
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).
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).