Uusi LOPS – kommentteja kemian osuuteen ja hieman yleiseenkin 2

JATKUU

LOPS 2015 LOPS 2021
KE3 Reaktiot ja energiaKE3 Kemiallinen reaktio
KE4 Materiaalit ja teknologia KE4 Kemiallinen energia ja kiertotalous
KE5 Reaktiot ja tasapaino KE5 Kemiallinen tasapaino

KE3 – Kemiallinen reaktio

KE3-kurssissa näkyy nykyisen KE4-kurssin (Materiaalit ja teknologia) sisältöjä, ehkä selkeimmin vasta esimerkeissä. Tässä lienee haettu kemiallisten reaktioiden kokonaisuutta, jossa pohditaan myös erilaisten reaktiotuotteiden käyttöä ja merkitystä. Tämä tuntuu perustellulta. 

KE3-kurssin ”reaktiotyyppi”-lähestymistapa on vanhanaikainen näkemys kemiallisten reaktioiden ymmärtämisessä. Nykytekniikka ja mallintaminen mahdollistavat molekyylien tarkastelun – ja johon mm. orgaanisen kemian sisältöjä pitäisikin suunnata – ja sitä kautta reaktioon vaikuttavien rakenneosien ja reaktiivisuuden todentamisen ja elektronipilven rakenteen merkityksen ymmärtämisen reaktioissa. Reaktiomekanismi-lähestymistapa voisi olla syvällisempi ja jatko-opintojen kannalta merkityksellinen uudistus kemian opetuksessa. Seuraavassa taulukossa on listattu ”reaktiotyyppejä”, joita kaiken kaikkiaan on lähes 20 kpl. 

Epäorgaaninen
kemia
Orgaaninen
kemia
Sekä että
tai joku muu
saostumisreaktio
ioninvaihtoreaktio
additio (Markovnikov)
ja eliminaatio
polymeroituminen
hajoamisreaktiokrakkaus

kondensaatio ja
hydrolyysi
kompleksin (kelaatin)
muodostus
neutraloituminen
substituutio
protolyysi, po.
happo-emäsreaktio
palaminenhapettuminen ja
pelkistyminen
hapettumis-
pelkistymisreaktio
(org. KE2 ja epäorg. KE4)
nimireaktiot

Reaktiotyyppi-lähestymistavan pulmallisuus tuli todistetuksi kevään 2019 kemian yo-kokeessa (tehtävä 10). Jos samaa reaktiota voidaan kutsua pelkistysreaktioksi, additioreaktioksi tai hydraukseksi, mikä on tämän tavan merkitys. Ainakin sekoittaa lukiolaisia, jos ei jo opettajiakin.

Reaktiomekanismi-pohdiskelujen lisäksi KE3-kurssilla olisi paikallaan paneutua happo-emäs-käsitteisiin. Onko mahdollista tutustua Lewisin happo-emäskäsitteeseen KE3-kurssilla? Hapot ja emäksen käsitellään KE5-kurssilla, mutta selkeästi Brönstedtin happo-emäs-teorian
(tai vain Arrheniuksen, vrt. palamistuotteiden reaktiot vedessä) näkökulmasta. Tämä osittain tukisi myös muutosta reaktioiden käsittelyyn.

KE4 – Kemiallinen energia (korjattu otsikko?)

KE4-kurssi on kokenut suurimman muutoksen. KE3-kurssin kemiallisen energian asiat on siirretty KE4-kurssin sisälle. Vastaavasti mm. polymeerit on siirretty KE3-kurssiin. Tämä voi jäsentää opetusta paremmin. Miten tämä vaikuttaa opettajien painotuksiin, jää nähtäväksi.

Materiaalit ja teknologia -kurssin (nykyinen KE4) sisällöistä metalli- ja sähkökemia ovat säilyneet KE4-kurssin sisältöinä. Jos tämän kurssin kuvauksessa halutaan pitäytyä konkreettisemmassa, miksei esim. geologia ja erityisesti mineralogiaa ole kirjattu tekstiin. Viittaukset kaivannaisteollisuuteen tai kiertotalouteen tuntuvat hieman haetuilta.

KE5 – Kemiallinen tasapaino

Heterogeenisen tasapainon -käsite on kadonnut kokonaan. Voimassa olevassa opetussuunnitelman perusteissa todetaan vielä keskeisissä sisällöissä: ” homogeeninen ja heterogeeninen tasapaino sekä tasapainotilaan vaikuttaminen”. Tämä on kyllä heikennys – saostuminen, liukoisuus, kylläinen liuos, liukoisuustulo ja ionitulo – käsitteet jäävät opettajan (ja oppikirjojen) varaan. Ja nämä ovat jatko-opintojen kannalta kyllä tärkeitä.

Voisi hyvin kyseenalaistaa puskurilaskut. Uusi kirjaus, jossa todetaan keskeisenä sisältönä ”puskurisysteemejä kvalitatiivisella tasolla”, huomio kiinnittyy kokeellisen työskentelyn esimerkkinä todettuun ”puskuriliuoksen valmistaminen ja puskurointikyvyn tutkiminen”. Onko tässä rajattu puskurilaskut ulos?

Yleisiä huomioita

Kemian laskennallinen (stoikiometrinen) puoli näkyy jokaisessa kurssissa, mikä on hyvä asia.

Kemian jälkeen opetussuunnitelman perusteissa on vuorossa filosofia. Sieltä voisi poimia kemian osioon lauseet (tässä jo valmiiksi muotoiltuna): Kemiaan pohjautuvan tieteellisen maailmankuvan opiskeleminen harjaannuttaa punnitsemaan kriittisesti erilaisten käsitysten perusteluja. Kriittisen ja kokeellisen luonteensa ansioista kemia auttaa jäsentämään nykypäivän informaatiotulvaa sekä erottamaan tosiaväitteet mielipiteistä.

EASE-ASET-konferenssissa 29.11.-1.12.2018 – Chemistry Education – Individual Learning Paths and The Flipped Classroom Pedagogy

Saimme kollegan kanssa esityksen abstraktin läpi – se on se prosessi, jolla ulkomaisiin konferensseihin pääsee varmuudella mukaan. Tällä kertaa tavoitteenamme oli välittää kokemuksia kemian opetuksessa tehdyistä kokeiluista ns. flipped learning -otsikon alla. Tea oli kokeillut yksilöllisten oppimispolkujen käyttöä KE1-kurssilla ja minä flipped classroom -toimintamallia KE5-kurssilla. Molemmat haastavia asioita ja mielenkiintoisia tutkimuskohteina. Ja tällä hetkellä suomalaisessa pedagogisessa keskusteluissa aika lailla keskiössä olevia asioita.

Itse konferenssista sen verran, että todellisuudessa osallistuimme samaan aikaan järjestettyyn ASET-konferenssiin (osa kokonaisuutta). Näiden kahden konferenssin ero on se, että EASE on koko itä-Aasian tiedeopetuksen organisaatio ja ASET on Taiwanin tiedeopetuksen organisaatio ja näiden konferenssit oli yhdistetty. ASET-konferenssissa oli myös kiinan kielisiä sessioita.

Matkalta

Onneksi tauluissa oli myös englanniksi tiedot

Hotelli

Matka Hualieniin ei ollut mikään itsestään selvyys. Lennot Taipeihin Hong Kongin kautta oli allekirjoittaneelle tuttu kuvio (kolmasti olen käynyt Taipeissa Computex-tapahtumassa, viimeksi kesäkuussa tänä vuonna). Siitä eteenpäin olikin sitten uutta. Taipein juna-asemalta lipun osto oli oma haaste, koska paikallisten englannin kielen taito oli arvoitus. Mutta ongelmitta pääsimme Hualieniin ja myös hotellille – hotellin vastaanotto taas ei ymmärtänyt englantia lainkaan, ja se oli aiheuttaa hotelliin kirjautumisessa pulmia. Sekin saatiin onneksi ratkaistua – onneksi, koska 24 tunnin matkustaminen oli pohjalla.

Torstai 29.11.

Konferenssin julisteen edessä

Konferenssin avauspäivänä oli ilmoittautuminen ja workshopit.  Emme kollegan kanssa olleet ilmoittautuneet työpajoihin, mutta kävimme tutustumassa pieneen näyttelyyn. Tapasimme kuitenkin muita osallistujia paikan päällä, jotka eivät myöskään vielä osallistuneet varsinaiseen ohjelmaan. Ruotsalainen kielten opettaja, joka tutki kielen merkitystä luonnontieteen opetuksessa, oli mielenkiintoinen tuttavuus. Paluumatkalla hotellille (lähes tunnin matka paikallisliikenteellä eli bussilla) oli tilaisuus keskustella IOSTE:n (International Organisation of Science and Technology Education) puheenjohtajan kanssa. IOSTE:n tämän vuoden konferenssi pidettiin Malmössä. IOSTE on tärkeä foorumi jatkossa.

Hualien

Hualien on samannimisen piirikunnan hallintokeskus Taiwanissa, itäosan suurin kaupunki. Hualienin kaupungissa asuu noin 100000 asukasta. Kaupungin talous perustuu pitkälti matkailuun. Muutaman kilometrin päässä Hualienista sijaitseva Taroko Gorgen kansallispuisto on Taiwanin saaren vierailluimpia kohteita. Hualienissä vallitsee trooppinen ilmasto. Ruokakulttuurista oli vaikea saada kuvaa, paikallinen streetfood ei oikein tuntunut houkuttelevalta vaihtoehdolta. Värikäs ympäristö, temppelit, erilaiset rakennukset antoivat mielikuvan pitkästä historiasta.

Perjantai 30.11.

Konferenssin (http://ease2018.ndhu.edu.tw/) avauspuheenvuorot ja perjantain keynote-luennot käsittelivät STEM-opetuksen laajuutta ja merkitystä alueen opetuksessa.

Keynote-puheenvuorot

Perjantain puheenvuorojen ja esityksien jälkeen oli yhteinen päivällinen, jossa mm. palkittiin pitkän opetustyön tehneitä professoreita.

Lauantai 1.12

Lauantaina oli vuorossa oma esitys. Se oli toiseksi viimeinen sessio koko konferenssissa, joten yleisömäärä ei ollut suuri. Kuvassa Tea Kantola vetää omaa osuuttaan. Samassa sessiossa oli toinen esitys, joka käsitteli Algodoo-nimisen ohjelman käyttöä fysiikan opetuksessa. Esityksien jälkeen keskustelin hänen kanssa mahdollisesta yhteistyöstä jatkossa, mm. ko. ohjelman hyödyntämisestä kemian opetuksessa.

Seuraava EASE-seminaari järjestetään Etelä-Koreassa Daegussa.

Sunnuntai 2.12

Aikataulujen vuoksi päädyimme siirtymään Hualienista Taipeihin ja aamupäivän junalla. Kävimme mm. katsomassa Torni101:tä eli World Trade Centerin ympäristöä. Illasta oli sitten lento Hon Kongiin.

Maanantai 3.12. HongKongissa

Aamupäivästä lähdimme kohti keskustaan. Pari tunnin jonotuksen jälkeen pääsimme Gondolimatkalle kohti Ngong Pingiä. Matkalla oli mahdollisuus kuunnalle ladattu esittely matkan kohteesta ja maisemista. Vuoristokylässä sijaitsee suuri pronssinen patsas nimeltä Big Buddha. Sen ympärillä on kuusi pienempää pronssipatsasta kuvaamassa kuutta täydelliseen valaistumiseen vaadittavaa asiaa, jotka täytyy toteutua valaistumisen saavuttamiseksi: anteliaisuus, moraali, kärsivällisyys, intohimo, meditaatio, viisaus, valaistuminen.

Voiko opettaja olla buddhalainen? Polku itsekurista vaatii mm. 1) oikeaa puhetta – sen täytyy olla rehellinen, hyväntahtoinen ja rauhaa edistävä; pidättäydytään valehtelusta, eripuraisesta ja vihaisesta puheesta sekä joutavien puhumisesta; 2) oikea toiminta – väkivallattomuus, pidättyminen ottamasta, mitä ei ole annettu ja kohtuullisuus aistinautinnoissa; 3) oikea elinkeino – se ei tuota vahinkoa tietoisille olennoille eikä vaadi edellä mainittujen periaatteiden rikkomista. Kukin päätelköön itse. (Lähde: Wikipedia)

Illasta alkoi matka kohti Helsinkiä. Tästä alkoi tosi pitkä odotus. Lennon piti lähteä klo 00.45 yöllä. Koneessa todettiin joku hydrauliikan ongelma, mitä venytti lähtöä 7 tuntia. Eli portilla odotettiin pitkään.

Tvt kemian opetuksessa -katsaus on päivitetty

Olen tehnyt laajan koosteen lukion kemian opetuksesta ja opiskelusta painottaen tieto- ja viestintätekniikan käyttötarkoituksia niissä. Käytännön esimerkkien lisäksi olen pyrkinyt kirjaamaan myös pedagogisia perusteluja käytölle. Artikkeli löytyy kotisivuilta linkistä: http://www.myllyviita.fi/aineistot/artikkelit/Tvt_kemian_opetuksessa_Dimensio.pdf . Kaikki kommentit ovat tervetulleita, myös ajatukset uusista kokeiluista.