Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020

309 views

Published on

LOPS 2021 -koulutus

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020

  1. 1. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta MODERNIA TEKNOLOGIAA KEMIAN OPETUKSESSA - AJATUKSIA VUODELTA 2020 FT JOHANNES PERNAA Yliopistolehtori Kemian opettajankoulutusyksikkö Kemian osasto Helsingin yliopisto 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 1
  2. 2. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta SISÄLLYS TEOREETTISIA TYÖKALUJA ALEX JOHNSTONEN AJATUKSIA OPPIMISESTA – MUISTIINPANOJA YO-KOKEEN VAATIMUKSIA VIRTUAALILABORATORIOITA AJANKOHTAISIA TUTKIMUSKOHTEITA 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 2
  3. 3. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta MALLEJA JA VIITEKEHYKSIÄ • Sulautuvan oppimisen teoria (engl. Blended learning) • Mediarikkaat oppimisympäristöt • Uusia vuorovaikutuskanavia ‒Lähikehityksen vyöhykkeen syntyminen • Aika, jakelu ja saavutettavuus ‒Ks. saavutettavuusdirektiivi • Tiedon prosessointityökalut • TPACK-viitekehys • Ertmerin esteet • Laitteet  Asenteet  Osaaminen • Diffuusioteoriat 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 3 Ertmer ym., 2012; Helppolainen & Aksela, 2015; Koehler et al., 2013; Pernaa & Aksela, 2013; Rogers, 2003, Savec Ferk, 2017
  4. 4. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta KEMIAN OPETUKSEN TUTKIMUS • Kemia on vaikea oppiaine • Vieras kieli • Haastava tietorakenne ‒Kolme tasoa • Paljon uutta tietoa ‒Gabel, 1999 ‒Johnstone, 1993; 1999 ‒Cardellini, 2012 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 4
  5. 5. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 5 Pernaa, 2016
  6. 6. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta TIEDON PROSESSOINTI • Alex Johnstonen (1930–2017) toinen suuri ajatus. 4.2.2020 6 Reid, 2019 - Kirja - Puhe - Kokeellinen työ - Simulaatio - Animaatio - Molekyylimalli - Luentokalvo - Video
  7. 7. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 7 TK CKPK SYNTEESI TPK - Informaation prosessointi - Yhteistyö  lähikeh. vyöhyke Symbolinen - Piirtäminen - Teksti Makrotaso - Silmät - Valokuva - Video - Teksti Submikroskooppinen - Teksti - Animaatio - Simulaatio - Molekyylimalli - Piirros - 3D-tuloste PCK - 1 taso kerrallaan - Kognitiivinen ylikuormitus - Muistiprosessin tukeminen
  8. 8. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta OPI OPPIMAAN 8obeStock
  9. 9. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta DATASTA • Procedural knowledge • Unlinked concept • HCl increase? • Or just an error. 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 9
  10. 10. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta OPI OPPIMAAN = PANOSTA MUISTIINPANOIHIN • Korkeamman tason ajattelutaitojen aktivointi ? • Metason oppimisen kehittyminen 4.2.2020 10LOPS2021 – aineryhmäkoulutus Krathwohl, 2002 Kirjassa Kalvoissa Oppitunnilla …
  11. 11. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta JÄSENTYNEEKSI TIEDOKSI 11
  12. 12. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta LAAJEMPI NÄKÖKULMA 8.10.2019Kyllä kemisti löytää | Tiedekulma 12 Lehdet Uutiset Kirjat Elokuvat Tapahtumat Opinnot Harrastukset Läheiset
  13. 13. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta MILLAISTA TVT OSAAMISTA YO-KIRJOITUKSISSA? • Tehtävät • 10.3 Mitkä osat mikonatsolimolekyylistä ovat tasomaisia? Perustele vastauksesi mikonatsolin rakenteen avulla. Voit myös hyödyntää aineistoa 10.B. (5 p.) • 10.4 Mikonatsoli esiintyy kahtena enantiomeerina (optisena isomeerina). Missä mikonatsolin valmistuksen reaktiovaiheessa syntyy ensimmäisen kerran tuote, joka voidaan erottaa kahdeksi enantiomeeriksi? Perustele vastauksesi. (4 p.) • Aineistot • Kemian osaamista: • stereokeskus, enantiomeeri, tasomaisuus, kuvaajan ymmärtäminen • Teknistä osaamista: • MarvinSketch Stereo, MarvinSpace 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 13
  14. 14. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta TVT:N MAHDOLLISUUDET • Marvinilla korkeamman tason ajattelutaitojen tukeminen 4.2.2020 14LOPS2021 – aineryhmäkoulutus Krathwohl, 2002
  15. 15. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta VIRTUAALILABORATORIOT • ”Virtuaalilaboratorio on vuorovaikutteinen ympäristö, jossa on mahdollista suorittaa erilaisia todellisia tilanteita matkivia tutkimuksia.” (Telenius, 2014) • Todellisten koeasetelmien virtuaaliversioita • Mediatyypiltä simulaatio • Hyvien resurssien haaliminen on haastavaa • http://chemcollective.org/home • https://phet.colorado.edu/fi/simulations/category/chemistry • Hakukone: Virtual lab ”topic” • Hakekaa, kootkaa ja jakakaa 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 15 Telenius, 2014 - Virtuaalilaboratoriot kemian opetuksessa - LUMAT
  16. 16. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta VIRTUAALILABORATORIOT KE1 • Seoksen koostumuksen tai pitoisuuden selvittäminen erotusmenetelmiä käyttäen • Suolan liukeneminen • Konsentraatio • Sokeri- ja suolaliuokset • Separation of Mixtures Using Different techniques • Hopeanitraatin pitoisuuden määritys • Liekkikokeet 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 16
  17. 17. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta VIRTUAALILABORATORIOT KE2 • Aineiden ominaisuuksien tutkiminen ja selittäminen sidosten avulla • Molekyylin polaarisuus • Ilmapallot ja hankaussähkö • States of Matter (basics) • Rutherfordin koe • Tiheys • sekä veden ominaisuuksien tutkiminen • Veden ominaisuudet –verkkosivusto • States of matter 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 17
  18. 18. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta VIRTUAALILABORATORIOT KE3 • Hiilen yhdisteiden ominaisuuksien tutkiminen, hiilen yhdisteiden tunnistaminen funktionaalisten ryhmien osoitusreaktioilla, liuoksen valmistus • Organic Chemistry Virtual Lab • ja laimentaminen sekä liuoksen pitoisuuden määrittäminen standardisuoran ja lineaarisen mallin avulla. 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 18
  19. 19. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta VIRTUAALILABORATORIOT KE4 • Reaktion saannon määrittäminen • Lähtöaineet, tuotteet ja ylijäämä • Reaktioyhtälöiden tasapainottaminen • Kaasua muodostavan reaktion havainnointi • Kemiallinen ja fysikaalinen muutos (vähä köppäänen) • Reaktioiden havainnointi • osoitusreaktiot, • Esterisynteesi ja -hydrolyysi • biomateriaalin valmistaminen (ominaisuuksien tutkiminen) • Muovien ominaisuuksien tutkiminen • QUEST Lab: Properties of Plastic (video) 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 19
  20. 20. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta VIRTUAALILABORATORIOT KE5 • Liukenemis- tai reaktioentalpian määritys kalorimetrissä • Thermochemistry • Hapetuspelkistystitraus • Redox Titrations • Sähkökemiallisen parin jännitteen mittaaminen, esineen pinnoittaminen • Sähkökemiaa • Elektrolyyttisesti, veden hajotus elektrolyysillä • Electrolysis • polttokennon toiminnan tutkiminen • Virtual fuell cell (video) 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 20
  21. 21. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta VIRTUAALILABORATORIOT KE6 • Reaktionopeuden määrittäminen massan muutosta seuraamalla, • Vahvan ja heikon protolyytin titrauskäyrien laatiminen • pH-asteikko (perusteet) • pH-asteikko • Happo-emäsliuokset (tasapaino) • Acid/Base Titrations • Tasapainotilaan, kuten kompleksinmuodostukseen vaikuttaminen • Puskuriliuoksen valmistaminen ja puskurointikyvyn tutkiminen • Buffer Solutions 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 21
  22. 22. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta AJANKOHTAISIA TVT- TUTKIMUSKOHTEITA • 3D-tulostus ja pedagogiset mallit • Pernaa, J. & Wiedmer, S. (2019). A systematic review of 3D printing in chemistry education – analysis of earlier research and educational use through technological pedagogical content knowledge framework. Chemistry Teacher International, Ahead of Print. https://doi.org/10.1515/cti-2019-0005 • Jatkuvaa • Molekyylimallinnus kemian opetuksessa •  Kehittymässä kohti keminformatiikkaa • Käynnistymässä • VR ja AR kemian opetuksessa • Avoin data kemian opetuksessa • Keminformatiikka kemian opetuksessa 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 22 Science and Chemistry Education Collaboration SECO www.helsinki.fi/seco
  23. 23. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta LÄHTEET Cardellini, L. (2012). Chemistry: Why the Subject is Difficult? Áreas Emergentes de La Educación Química [Naturaleza de La Química: Historia y Filosofía de La Química], 23, 305–310. https://doi.org/10.1016/S0187-893X(17)30158-1 Ertmer, P. A., Ottenbreit-Leftwich, A. T., Sadik, O., Sendurur, E., & Sendurur, P. (2012). Teacher beliefs and technology integration practices: A critical relationship. Computers & Education, 59(2), 423–435. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2012.02.001 Gabel, D. (1999). Improving Teaching and Learning through Chemistry Education Research: A Look to the Future. Journal of Chemical Education, 76(4), 448–554. https://doi.org/10.1021/ed076p548 Helppolainen, S., & Aksela, M. (2015). Science teachers’ ICT use from a viewpoint of Technological Pedagogical Content Knowledge (TPCK). LUMAT (2013–2015 Issues), 3(6), 783–799. Johnstone, A. H. (1997). Chemistry Teaching - Science or Alchemy? 1996 Brasted Lecture. Journal of Chemical Education, 74(3), 262. https://doi.org/10.1021/ed074p262 Johnstone, A. H. (1993). The development of chemistry teaching: A changing response to changing demand. Journal of Chemical Education, 70(9), 701. https://doi.org/10.1021/ed070p701 Koehler, M. J., Mishra, P., & Cain, W. (2013). What is Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK)? Journal of Education, 193(3), 13–19. https://doi.org/10.1177/002205741319300303 Pernaa, J. (2016). Information and Communications Technology in Chemistry Education. LUMAT-B: International Journal on Math, Science and Technology Education, 1(3). https://www.lumat.fi/index.php/lumat-b/article/view/20 Pernaa, J., & Aksela, M. (2013). Sähköisten kemian oppimisympäristöjen historia, nykytila ja tulevaisuus. Lumat, 1(4), 435–456. Pernaa, J., & Aksela, M. (2010). Future chemistry teachers use of knowledge dimensions and high-order cognitive skills in pre-laboratory concept maps. Concept Maps: Making Learning Meaningful: Proceedings of the Fourth International Conference on Concept Mapping. Presented at the International Conference on Concept Mapping. Retrieved from https://researchportal.helsinki.fi/en/publications/future-chemistry-teachers-use-of-knowledge-dimensions- and-high-or Pernaa, J., & Aksela, M. (2009). Chemistry teachers’ and students’ perceptions of practical work through different ICT learning environments. Problems of Education in the 21st Century, 16, 80–88. Krathwohl, D. R. (2002). A Revision of Bloom’s Taxonomy: An Overview. Theory Into Practice, 41(4), 212–218. https://doi.org/10.1207/s15430421tip4104_2 Reid, N. (2019). A tribute to Professor Alex H Johnstone (1930–2017). Chemistry Teacher International, 1(1). https://doi.org/10.1515/cti-2018-0016 Savec Ferk, V. (2017). The opportunities and challenges for ICT in science education. LUMAT: International Journal on Math, Science and Technology Education, 5(1), 12–22. https://doi.org/10.31129/LUMAT.5.1.256 Telenius, M. (2014). Virtual Laboratory Environments in Chemistry Education. LUMAT (2013–2015 Issues), 2(2), 125–130. 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 23

×