KE1-kurssi takana – Kemiaa kaikkialla

KE1-kurssin suunnittelua ja toteuttamista häiritsi mielikuva siitä, että tämä kurssi oli käytännössä yläkoulun kemian kertausta opetussuunnitelman mukaan. Elektronegatiivisuus ja poolisuus sekä sitä kautta uusi näkökulma sidosteorioihin ehkä selkeimmin se uusi asia. Ja todella tärkeää seuraavien kurssien kannalta. Viikin normaalikoulun uudessa kemian OPS:issa on ainemäärä ja konsentraatio sisällytetty KE1-kurssin sisällä, mikä oli jo tämän kokemuksen mukaan onnistunut valinta.

Kurssini kurssisuunnitelma löytyy osoitteesta: https://peda.net/p/myllyviita/kks2uo (peda.net). Kommentit ja kysymykset ovat tervetulleita.

Arviointiin

Kurssi alkoi ”alkutestillä” (Edmodossa), joka antoi jonkinlaisen kuvan siitä, miten yläkoulun kemia oli itse kullakin hallussa. Tässä arviointityökalu pyrki olemaan formatiivisen arvioinnin välineenä.

Kurssin tärkeänä oppimistukevana työkaluna toimii kurssin aikana rakennettava käsitekartta (siis lukiolainen laatii omaa koko kurssin ajan – laitan esimerkkejä, kunhan saan lukiolaisilta lupia niiden julkaisuun, nyt ne ovat arvioitavana – ovat yksi kurssin suoritus). Sitä laaditaan aina palanen jokainen tunnin jälkeen – ei kurssin jälkeen (ero näkyy kyllä tuotoksissa heti).

Muita arvioitavia kurssisuorituksia olivat projektityö (posterit, kts. alla) ja liuoksen valmistukseen liittyvä työselostus. Kurssin päätteeksi oli käsitetesti (monivalinta), kemian sanakoe, kuten sen lukiolaisille esittelin.

Työskentely ja pedagogiset valinnat

Kurssin toteutukseen vaikuttivat vahvasti aiemmat kokeilut niin flipped classroom -pedagogiikasta ja ns. projektioppimisen toimintamalleista (ns. PIRE-projektin toimintamalli). Mielenkiintoisia tuotoksia syntyi, kun pohdimme atomimalleja. Työtapa oli seuraava: Mieti yläkoulun tietojen pohjalta, miten atomi rakentuu. Seuraavaksi vaihdettiin näkemyksiä pöytäryhmissä. Katsoimme videon atomimallien kehityksestä ja keskustelimme nykyaikaisesta käsityksestä atomin rakenteesta. Kerroin myös omia kokemuksia ja ajatuksia CERN:in hiukkasfysiikan opettajakurssin annin pohjalta.

Lukiolaisten tuotoksia:

atomimalli_ke atomimalli_ke11 heliumvalmis

Hyvä kysymys on, miksi kaikki tässä ovat esitelleet helium-esimerkin? No KE2-kurssilla paneudutaan asiaan hieman syvällisemmin.

Jaksollisen järjestelmän ymmärtäminen ja hallinta valmistaa lukiolaista kemian syventäviin opintoihin. Jaksollinen järjestelmän sivusto www.ptable.com toimii erinomaisesti apuna.

Sidoksien (vahvat ja heikot sidokset, vanha asia ja uusi asia) käsittely alkoi ensin sijaisen pitämillä – 1) lähinnä yläkoulun asioiden kertaamisella 2) elektronegatiivisuuden mukaanotolla – tunneilla. Itse pääsin asiaan ”kokeellisuuden tunnilla”. Tehtävän anto oli yksinkertainen (tutkivaa oppimista mukaileva lähestymistapa): Mitä nesteitä seuraavissa neljässä koeputkessa on? Kuvassa näkyy itse kemikaalit, takana olevat koeputket sisälsivät lukiolaisille annetut näytteet.

pooliset_liuokset

Maistaa ja haistaa ei saanut (olisi ollut haitallista). Lupasin, että on mahdollisuus tehdä kaksi koetta (mietittävä tarkoin, koska aineet eivät riitä useampiin). Yhden tein malliksi (poltin yhtä ainetta, se paloi sinisellä liekillä – totesin kaikki muutkin palavat).

Kemiaa kaikkialla -teeman toteutin pari- tai ryhmätyönä toteutettavan projektityön avulla – laadi posteri-tyylinen esitys jostakin kemian alasta tai yhdisteestä tai yhdisteryhmästä tai kemian ammatista (näitä esiteltiin ja vertaisarvioitiin kurssin viimeisellä tunnille)… Tässä pari esimerkkiä:

posteri_maillard_reaktio

posteri_sitruuna

Postereiden ja esityksien kirjo oli melkoinen, ja erinomaisesti ne palvelivat itse otsikon linjaa: kemiaa on kaikkialla.

KE1-kurssin opiskelijat vierailivat yliopistolla ja kemian opettajankoulutusyksikön Gadolin-luokassa

Lukion pakollisen kemian kurssin sisältöön sopi mainiosti vierailu Helsingin yliopiston kemian laitoksella. Opettajankoulutusyksikön Gadolin-luokassa oli tilaisuus tutustua asioihin, joihin ei koulun kemian luokassa ole mahdollisuutta.

Metsä-teema (koulumme monialaisen oppimisen teema) ja kromatografiaa

Gadolin-luokan työmme liittyi syksyn lehtiin ja lehtien erilaisiin ”värianeisiin”. Mitä lehdille tapahtuu? Miksi värit muuttuvat? Mitä aineita lehdissä siis on?

Jotta lehtien erilaisia aineita saadaan eroteltua toisistaan, täytyy tietää, mitä tarkoitetaan poolisuudella ja poolittomuudella, miten nämä liittyvät liukenemiseen ja liuottimiin, miksi voimme erotella kromatografialla eri aineita.

1. Näytteen valmistus – Jauhaminen, liuotus ja suodatus

naytteen_jauhaminen

Näytteen jauhaminen

naytteen_liuottaminen

Aineiden uuttaminen ja liukeneminen asetoniin

 

naytteen_suodatus

Näytteen suodatus

 

2. TLC-levyn valmistus ja itse TLC-ajo ja lopputulos

tls_levylle_imeyttaminentlc_ajotlc_ajon_tulos

3. Johtopäätöksiä

Lehden aineita eroteltuna:

  • kellertävä kerros (ylin) = beta-karoteeni
  • harmahtava kerros = feofytiini
  • vihreä kerros = klorofylli a
  • kirkkaan vihreä = klorofylli b
  • keltainen = violaksantaani, neoksantaani ja kryproksantaani
  • ruskeankeltainen = kseansantaani
  • luteiini = keltainen

Vierailun lopuksi oli vielä demostraatioita nestetypen kanssa ja nallekarkin polttaminen.

 

 

Kemian opetuksen tulevaisuus – ilmiöpohjaisuudella haetaan opettajien kelpoisuusehtojen väljentämistä eli SÄÄSTÖJÄ

Nykyhallitus on asettanut kuntien osalta miljardiluokan säästötavoitteet. Säästöjä haetaan ja on jo määriteltykin mm. vammais- ja vanhuspalveluihin (120 miljoonaa euroa), pelastustoimeen (40 miljoonaa). Merkittävänä säästöjä tuovana toimena on oletettu olevan sosiaali- ja terveystoimen kelpoisuusehtojen väljentäminen. Täsmälleen sama tavoite on kohdistunut ja kohdistuu opetustoimeen.

Kelpoisuusehtojen väljentäminen opetustoimessa ei ole läpihuutojuttu, koko opetustoimi niin opettajista ja opetustoimen viranomaisiin on iso laiva, jonka kääntäminen ei ole yksinkertainen asia. Tähän on kuitenkin löytynyt uusi lähestymistapa ja vahvasti ideologinen sellainen. Koko opetuksen paradigmaa ollaan muuttamassa yläkoulun ja lukioiden oppiainekeskeisestä opetuksesta ns. ilmiöpohjaiseen ja projektioppimista korostavaan opetukseen (välillä ei haluttu tai haluta puhuttavan edes opetuksesta).

Tätä paradigman muutosta halutaan perustella pedagogiikan muutoksella, projektioppimisen tuomalla (muka) nykyaikaisella lähestymistavalla. Oppiaineiden elementtejä yhdistetään, haetaan opettajatiimejä toteuttamaan ns. laaja-alaisia aihekokonaisuuksia. Näitä perusteluja voi kukin hakea eri lähteistä. Mutta mitä tässä todellisuudessa haetaan ja mitä tapahtuu? Pyritään selittämään, ettei ainelähtöistä opetusta tarvita, eikä niin ollen maisteritason aineenopettajia. Alentamalla pätevyysvaatimuksia käytännössä tähdätään palkkakulujen pienentämiseen, säästöihin. Kun opetuksessa ei ”vaadita” enää syvällistä osaamista, sitä ei tarvitse tehtävää täytettäessäkään vaatia. Projektioppimisen ja ilmiöpohjaisen lähestymistavan toivotaan antavan pohjan tälle vaatimukselle – opettajan ei tarvitse osata asioita, riittää kun osaa poimia ilmiöitä, joita oppilaat ja opiskelijat sitten itsenäisesti tai ryhmissä tutkivat. Eihän opettajan ”tarvitse tietää kaikkea”. Pelottava tulevaisuus.

Oppiainekeskeisyys takaa opetuksen tason

Opettajien maisteritason opinnot – opetettavien aineiden osalta vähintään sivuaineopinnot cum laude tasoisesti – takaa sen, että opetus perustuu vahvaan aineenhallintaan ja pedagogiseen soveltamiseen. Tätä voi tietenkin aina lisätä lisäopinnoilla, mutta kun tämä liittyy opettajakoulutuksessa vahvasti korostuvaan pedagogisen sisältötiedon (PCK, pedagogical content knowledge) tai saksalaisittain didaktiikan (opetustaito) hallintaan. Emme ainoastaan hallitse itse oppiaineen teoriaa ja omaa pedagogisia valmiuksia, vaan olemme saaneet koulutuksen näiden osaamisten viemistä käytäntöön itse opetuksessa. Jokaisessa oppiaineessa didaktiikka on omansa, ja sen hallinta vaatii tiettyä osaamista itse oppiaineessa että pedagogiikassa. Tätä ei hoideta millään ”ilmiöoppimisella”.

Uusi pedagogisia lähestymistapoja täytyy kokeilla, mutta toisista lähtökohdista

Yksilöllisen oppimisen (ns. Pekka Peuran malli) ja flipped classroom -pedagogiikkaan perustuvat uudet lähestymistavat ovat synnyttäneet oikean tyyppisiä pohdintoja opetuksen ja opiskelun kehittämiseksi. Arvioinnin kehittäminen, jopa radikaaleilta tuntuvilla ratkaisuilla, on tie, joka uudistaa niin opetusta kuin opiskelua. Oppimista edistävä arviointi on tulevaisuutta, ja se ei perustu jatkuvaan (ja ainoastaan nykyään käytössä olevaan) summatiiviseen arviointiin. LOPStuki2016 -hankkeessa olemme lähteneet avoimesti miettimään arviointia uudelleen, kyseenalaistaneet nykyisen käytännön ja asettaneet vaikeita kysymyksiä uudenlaisen toimintakulttuurin luomiseksi.

Kemian opetus – koeviikolla

Kurssikokeiden poisjättäminen – arvioinnin nykyaikaistaminen – on tuonut uuden mahdollisuuden toteuttaa vierailuja. Koeviikolla varataan päivä ”kemian kokeeseen”, mutta teemmekin vierailun kemian laitokselle (näin toteutettu tähän asti). Arviointi voidaan – ja pitääkin – toteuttaa toisin, jos haluan seurata uuden OPS:in henkeä, jossa esitetään, että arviointi edistää opiskelua (formatiivinen arviointi, assessment FOR learning). Kurssikoeviikko voidaan käyttää motivointiin:

KE2_kurssilaiset_OrgAna_Labrassa

Esittelyssä HY:n nestekromatografi. Vierailulla tutustuttiin myös NMR-spektroskopiaan käytännön kautta.