Siirry sisältöön

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

Aihe: Matematiikka. Matematiikan harjoittelua pelaamisen avulla.
Ikäluokka: 8. luokka. Muokattavissa jokaiselle luokka asteelle sopivaksi.
Tavoitteet:
Matematiikan, oppimininen/harjoittelu, ryhmätyötaitojen kehittäminen, liikkuminen.

  • T1 vahvistaa oppilaan motivaatiota, myönteistä minäkuvaa ja itseluottamusta matematiikan oppijana
  • T2 kannustaa oppilasta ottamaan vastuuta matematiikan oppimisesta sekä yksin että yhdessä toimien
  • T3 ohjata oppilasta havaitsemaan ja ymmärtämään oppimiensa asioiden välisiä yhteyksiä
  • T5 tukea oppilasta loogista ja luovaa ajattelua vaativien matemaattisten tehtävien ratkaisemisessa ja siinä tarvittavien taitojen kehittämisessä
  • T7 rohkaista oppilasta soveltamaan matematiikkaa muissakin oppiaineissa ja ympäröivässä yhteiskunnassa
  • T10 ohjata oppilasta vahvistamaan päättely- ja päässälaskutaitoa ja kannustaa oppilasta käyttämään laskutaitoaan eri tilanteissa

Tarvikkeet:

  • Pelilauta
  • pelinappulat
  • noppa
  • tehtävälaput rasteille

Kesto: 1 oppitunti

Ohjeet pdf-tiedostona

Aihe: Sanojen muodostaminen, ohjelmointi, luonnontieteellinen sanasto
Jokainen osallistuja kuulee vuorollaan luonnontieteellisen sanan, jonka kirjoitusmuoto hänen tulee muodostaa muita ryhmän jäseniä ja luonnon materiaaleja kirjaimina käyttäen.
Ikäluokka: 5.-6.-luokat.  Sovellettavissa kaikille ikäluokille

 Oppiaineet ja monialaisuus:
 Äidinkieli: sanojen muodostaminen, oikeinkirjoitus, sanasto
Ympäristöoppi: eri tiedonalojen sanastot
Matematiikka: logiikka, ongelmanratkaisu ja ohjelmointitaidot
Liikunta: motoriikka, nopeus ja koordinaatio, sosiaaliset taidot
Yhteistoiminta- ja ryhmätyötaidot ja oppimaan oppiminen

Tavoitteet: Tutkiva oppiminen ja ongelmanratkaisu
Äidinkieli: Ilmaisu- ja vuorovaikutustaidot, tekstien tuottamisen taitojen ja strategioiden sujuvoittaminen, kielen havainnointi, sanavarannon laajentaminen, oppilaiden tekstien tuottamisen taitojen sekä oikeinkirjoituksen kehittämiseen malleja sekä yhteisöllistä ja yksilöllistä tukea
Ympäristöoppi: Ympäristötietoisuuden kehitys ja osallisuus, tutkimisen ja toimimisen taidot, herättää ja syventää oppilaiden kiinnostusta ympäristöopin eri tiedonaloja kohtaan, tunteiden tunnistaminen, ilmaisu ja säätely
Matematiikka: Ongelmanratkaisu- ja ohjelmointitaidot
Liikunta: Havaintomotoriset taidot, sosiaalinen toimintakyky: toisten huomioon ottaminen ja empatia, reilu peli ja vastuunkanto
Laaja-alaisen oppimisen tavoitteet

Tarvikkeet:

  • Sanalista (liite 1, ohjeen lopussa)
  • Ajanottoväline (sekuntikello tai kännykkä)

Kesto: 20 min – 60 min

Ohjeet pdf-tiedostona

Aihe: Rakennustekniikka, luonnonmateriaalit ja tasapaino
Osallistujat rakentavat mahdollisimman korkeita rakennuksia ympäristöstä kerätyistä materiaaleista.
Ikäluokka: 5.-6.-luokat.  Sovellettavissa kaikille ikäluokille

Oppiaineet ja monialaisuus:
Ympäristöoppi: painopiste, painovoima, massakeskipiste, tasapaino ja maan vetovoima, paikan erityispiirteet ja kasvillisuuden vaikutus maan pinnan karikekerrokseen ja irtokappaleisiin
Kuvataide: luovuus, estetiikka, värioppi, erilaiset pinnat, maataide ja ympäristötaide
Matematiikka: logiikka ja ongelmanratkaisu, geometria
Liikunta: sosiaaliset taidot
Yhteistoiminta- ja ryhmätyötaidot ja oppimaan oppiminen

Tavoitteet: Monialainen, tutkiva ulkona oppiminen
Ympäristöoppi: Turvalliset, vastuulliset ja kestävät toimintatavat opiskelu- ja asuinympäristössä, herättää ja syventää oppilaiden kiinnostusta ympäristöopin eri tiedonaloja kohtaan, ympäristötietoisuuden kehitys ja osallisuus, tutkimisen ja toimimisen taidot
Kuvataide: Ympäristön ja muun visuaalisen kulttuurin havainnoiminen moniaistisesti, oppimiseen ja vuorovaikutukseen kannustava toimintakulttuuri
Matematiikka: Ongelmanratkaisutaidot
Liikunta: Havaintomotoriset taidot, sosiaalinen toimintakyky: toisten huomioon ottaminen ja empatia, reilu peli ja vastuunkanto
Laaja-alaisen oppimisen tavoitteet

Tarvikkeet:

  • Maasta kerätty luonnonmateriaali: risut, kävyt, kivet, lumi, roskat, lehdet jne.
  • Mittanauha

Kesto: 20 – 90 min

Ohjeet pdf-tiedostona

Aihe: Tasapaino, painopiste ja kitka
Osallistujat tasapainottelevat kappaleita kuljetusalustalla ryhmätyönä muiden kanssa ja kilpailevat kuljetushaasteessa muita ryhmiä vastaan
Ikäluokka: 5.-6.-luokat. Sovellettavissa kaikille ikäluokille

Oppiaineet ja monialaisuus:
Ympäristöoppi: mekaniikka, painopiste, painovoima, massakeskipiste, tasapaino, maan vetovoima, liike-energia ja kitka, materiaalien massat ja tiheyserot
Matematiikka: logiikka ja ongelmanratkaisu, geometria, ajanotto
Liikunta: motoriikka, nopeus ja koordinaatio, sosiaaliset taidot
Yhteistoiminta- ja ryhmätyötaidot ja oppimaan oppiminen

Tavoitteet: Tutkiva oppiminen ja tieteellisen näkökulman vahvistaminen
Ympäristöoppi: Turvalliset, vastuulliset ja kestävät toimintatavat opiskelu- ja asuinympäristössä, ympäristötietoisuuden kehitys ja osallisuus, tutkimisen ja toimimisen taidot
Matematiikka: Ongelmanratkaisutaidot
Liikunta: Havaintomotoriset taidot, sosiaalinen toimintakyky: toisten huomioon ottaminen ja empatia, reilu peli ja vastuunkanto
Laaja-alaisen osaamisen tavoitteet

Tarvikkeet:

  • Kuljetusalustat 4 kpl (liitteenä valmistusohje)
  • Kuljetettavia kappaleita: eri kokoisia palloja ja muita muotoja, luonnosta kerättyjä kappaleita, kuten keppejä, lumipaakkuja tms.
  • Narua, keppejä, käpyjä tai merkkilieriöt radan merkkaamiseen
  • Sekuntikello tai puhelimen ajanottosovellus

Kesto: 20 min – 60 min

Ohjeet pdf-tiedostona

Arkisetkin ilmiöt, kuten magnetismi, sähkö ja erilaiset aineet voivat toimia pienten luonnontieteellisten kokeiden pohjana lapsille. Alla on viisi yksinkertaisia varhaiskasvatukseen soveltuvaa luonnontieteellistä koetta. Työt ovat toteutettavissa sellaisenaan lasten kanssa:

Kaikkiin töihin tarvittavat välineet ovat kerättävissä tarvikeluettelon (pdf) avulla. Lisäksi Itä-Suomen LUMA-keskus (yhteystiedot) tarjoaa päiväkodeille mahdollisuuden lainata kaikki työt kattavan tarvikelaatikon ohjeistuksineen.

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"

Aihe: Harjoitellaan matematiikkaan, kemiaan ja biologiaan liittyviä
ilmiöitä kadonneen vasikan arvoituksen ratkaisemiseksi. Tutkitaan maidon ominaisuuksia kemian ja biologian välineistöä käyttäen.
Ikäluokka: Alakoulun 6. Luokka
Tavoitteet: Opetuskokonaisuudessa painottuvat ongelmanratkaisu, tutkimuksellisuus ja tiedon merkityksellisyys.

Tarvikkeet:
Arvoituksen ratkaisemiseen

  • Jokaista pistettä koskevat kysymykset
  • Jokaista pistettä koskeva itsearviointi (jos sellaista on tarkoitus käyttää)
  • Ristikkotehtävä

→ Niitataan yhdeksi vihoksi, joka kulkee oppilaiden mukana kaikilla pisteillä

Matematiikan piste

  • Pisteellä suoritettavat ongelmanratkaisutehtävät
  • Kirjoitusvälineet
  • Ruutupaperia

 

Biologian piste

  • Oppilasparia kohden yksi
  • Mikroskooppi
  • Keitinlasi, jossa täysmaitoa
  • Kangassuikale
  • Pinsetit
  • Preparointiin aluslasi ja päällyslasi
  • Pipetti
  • Käsipyyhepaperi

Opettajalle

  • Taulu/dokumenttikamera preparaatin tekemisen havainnollistamiseen
Kemian piste - Oppilaat kahdessa isossa ryhmässä, välillä vaihtoEnsimmäinen ryhmä tutkii punakaali-indikaattorin toimintaa

  • Punakaali-indikaattori
  • Näyteastia, johon saa sekoitettua 6-9 ainetta
  • Erilaisia kotoa löytyviä happamia, neutraaleja ja emäksisiä aineita. Maito edusti neutraalia, sillä tutkimuksen keskipisteenä oli maidon tutkiminen.

Toinen ryhmä tekee maidosta muovia

  • Lusikoita ja pipettejä
  • Rasvatonta maitoa
  • Etikkaa
  • Elintarvikeväriä
  • Mittalaseja
  • Lämpömittari
  • Keittotaso
  • Piparkakkumuotteja
  • Patakintaat

Kesto: Noin kolme oppituntia. Työskentely 30 minuuttia/piste, sekä aloitukseen, lopetukseen ja pisteiden välillä siirtymisiin käytettävä aika.

Ohjeet pdf-tiedostona

Seuraavassa on esimerkkejä siitä, millaisia tavoitteita 6. luokan oppilaille voi asettaa opiskeltaessa aikaan liittyvää sisältöaluetta.

Tavoitteiden sanamuotoja voi tarpeen vaatiessa muokata lapsen suuhun sopivammaksi.

...jatka lukemista "6. luokka: Aika"

Seuraavassa on esimerkkejä siitä, millaisia tavoitteita 6. luokan oppilaille voi asettaa opiskeltaessa prosentteihin liittyvää sisältöaluetta.

Tavoitteiden sanamuotoja voi tarpeen vaatiessa muokata lapsen suuhun sopivammaksi.

...jatka lukemista "6. luokka: Prosentit"