Siirry sisältöön

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

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.

Kontekstina toimii seuraavanlainen ongelmanasettelu: Kourapelit ovat huijausta! Huvipuistoissa ja peliluolissa näkee kourapelejä, joissa mekaanisella kouralla pyydystetään leluja. Valitettavasti peleistä voittaa hyvin harvoin. Kuvitteellinen Galagtic Games -yhtiö pyytää oppilaiden apua pelin uudistamisessa. Kouran sijaan halutaan käyttää sähkömagneettista pyydyslaitetta, joka olisi reilumpi pelaajalle, mutta tarpeeksi haastava ja tuottoisa.

Oppilaat työskentelevät ryhmissä insinöörin tavoin. He perehtyvät ongelmaan ja tutustuvat magneetteihin, magneettisiin materiaaleihin ja sähkömagneetin toimintaa. He suunnittelevat oman sähkömagneetilla toimivan pyydylaitteen, testaavat ja parantelevat sitä. Prosessi raportoidaan ja lopullinen tuotos esitellään.

Kuvaus

KESTO 11-14 x 45 min oppituntia
KOHDERYHMÄ Yläkoulu (soveltuu myös alakoulun vuosiluokille 5-6)
AIHEET magneetit, magneettiset materiaalit, sähkömagneetit, insinöörityöskentely, kokeellinen työskentely
TAVOITTEET

 

Oppia sähkömagneetin toiminta ja eri

tekijöiden vaikutukset sen voimakkuuteen,

Magneettisuus ja magneettiset materiaalit,

Insinöörimäistä työskentelyä ja ryhmätyötä

OPS: L1, L2, L5, FY: T1-T3, T5-T9, T12

ARVIOINTI Arvioidaan yksilö- ja ryhmätyöskentelyä. Jokainen ryhmä tekee posterin, jota voi käyttää arvioinnin apuna. Posteriin kootaan joka tunnilla oppilaiden ajatukset: mitä on opittu ja testattu, ideat, kysymykset. Anna palautetta prosessin aikana, ei vain lopputuotoksesta. Hyvä liittää myös itse- ja vertaisarviointia.

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: Petteri Mali & Hannu Partanen

Suomennettu ja muokattu alkuperäisteoksesta: Electromagnetic Claw Game: Diggin’ For Fools’ Gold, EngrTEAMS, Andrea Appel, Heather Butzlaff, Mandy Mach, Aran Glancy, Murat Akarsu, Jeanna Wieselmann

Copyright of the original work: EngrTEAMS © 2017 University of Minnesota & Purdue University Research Foundation

Tutustu materiaaliin videoiden avulla

Oppimiskokonaisuuden esittely

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

Tavoitteet

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


Esimerkkivideo skenaariosta

 

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

Tavoitteet

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

Oppimiskokonaisuuden esittely

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

Tavoitteet

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)

Hiilijalanjälkikortit

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).

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

Varkauden VESO-päivillä 29.9.2018 pidettiin työpaja argumentointia painottavasta luonnontieteiden kouluopetuksesta. Työpajassa opettajien kanssa pohdittiin, kuinka he voisivat painottaa argumentointia oppitunneillaan. Argumentoinnin painottamiseksi opettajat suunnittelivat aineryhmittäin opetustuokiota työpajan ohjaajan avustuksella.

Alla on esimerkki maantieteen oppitunnille suunnitellusta opetustuokiosta.

Väestonkasvua käsittelevä opetustuokio

Opetuskokeilun aluksi oppilaat ottavat kantaa alla olevaan käsitesarjakuvaan.

Seuraavaksi oppilaiden on tarkoitus tutkia, millainen yhteys syntyvyydellä ja bruttokansantuotteella on keräämällä havaintoaineistoa eri valtioiden tiedoista. Tietolähteenä oppilaat voivat käyttää maantieteen oppikirjoja tai internet-sivustoja, kuten Globalis.fi. Oppilaat kirjaavat havaintonsa alla kuvattuun taulukkoon.

Taulukon täyttämisen jälkeen oppilaat pohtivat, mikä käsitesarjakuvan hahmoista vaikuttaa olevan eniten oikeassa kerätyn havaintoaineiston perusteella. Oppilaat muodostavat kerätystä havaintoaineistosta kuvaajan alla olevaan koordinaatistoon.

Lisätehtävänä oppilaat voivat kokeila vastaavanlaisen kuvaajan piirtämistä taulukkolaskentaohjelman, kuten Excelin avulla.

Lopuksi oppilaat kirjoittavat lyhyen pohdinnan, jossa he käsittelevät syntyvyyteen ja väestönkasvuun vaikuttavia tekijöitä. Kirjoituksen yhteydessä oppilaita voi ohjata esittämään näkemyksensä argumentin muodossa.

Tästä löytyy opetustuokion työohje pdf-tiedostona.