SlideShare a Scribd company logo
VISUALISOINTI
KEMIASSA JA SEN
 OPETUKSESSA

       Maija Aksela
       Kemian opettajankoulutusyksikkö
       17.01.2012
VISUALISOINTI: ”pariporina”
 1. Mitä tarkoittaa visualisointi Sinulle?
 2. Mitä erilaisia visualisointitapoja tunnet?
 3. a) Arvioi omia visualisointitaitojasi asteikolla (1-3;
      1=heikot, 2=tyydyttävät, 3= hyvät)
      b) Kerro, minkälainen visualisointi helpottaa
        oppimistasi eli on hyvä ja miksi?
      c) Minkäläinen visualisointi on sinusta huonoa ja
        miksi?
 4. Keskustele vastauksista lähiparisi kanssa
 5. Valitkaa yhdessä joku kemian käsite tai ilmiö ja
      kuvatkaa pari tapaa, miten voisitte visualisoida sitä
VISUALISOINTI: määritelmiä
Visualisointi tarkoittaa jonkin asian tekemistä
havainnolliseksi näköaistille. Visualisoinnissa on oleellista
ihmisen sisäisten mallien muodostumisen tukeminen.
Visualisointi voidaan määritellä yleisemmin tarkoittamaan
mitä tahansa tiedon esittämistä ihmisen omaa ymmärrystä
tukemaan muotoon. (Wikipedia)
Visualisointi tarkoittaa näkyvää tekemistä ja
havainnollisina näkökuvina kuvittelua (Web-Facta).

 Visualisointi on prosessi, jossa tietoa muunnetaan
kuvalliseen muotoon. (Meisalo et al., 2000)
VISUALISOINTI (Gilbert, 2003)
1) visuaalinen havaitseminen (kohteen
  ymmärtäminen, kun se on nähty)
2) visuaaliset mielikuvat (mieleen tuotettu kuva
   kohteesta, jota ei nähdä)
3) avaruudelliset mielikuvat (mielen kuvaus
   kohteesta, jota on tuotettu esimerkiksi
   tunnistelemalla, ei nähtynä)
VISUALISOINTI LUOKITELLAAN
(Gobert, 2005)

 ulkoiseksi visualisoinniksi (tiedon esittämistä
  visuaalisessa muodossa, esim. kaavioita, kuvaajia,
  piirroksia, animaatioita, simulaatioita, valokuvia tai
  videokuvia): a) staattiset ja b) dynaamiset
 sisäiseksi visualisoinniksi (mielensisäisiä
  ajattelumalleja ja kuvauksia jostakin asiasta)
 avaruudelliseksi hahmotuskyvyksi (kykyä käsitellä
  mielessä tilallisia ulottuvuuksia)


  Ulkoisesta visualisoinnista oppiminen voi edellyttää
  avaruudellista hahmotuskykyä ja johtaa mielen
  sisäisen visualisoinnin rakentumiseen (Gobert, 2005).
VISUALISOINTI OLENNAISTA
KEMIASSA:
 Kemiassa hyödynnetään runsaasti erilaisia visualisointeja
  todellisten systeemien esittämisessä (Ranck, 1997).
 Visualisoinneilla voidaan ulkoistaa ajatuksia, jäsentää
  muistia,käsitellä tietoa, ja tukea yhteisöllistä toimintaa.
  Onnistuneet visualisoinnit jäsentävät tieteellisiä
  käsitteistöjä sopiviksi ihmisen aisteille ja ymmärrykselle.
  (Tversky, 2005)
 Visualisoinneilla voidaan tehdä havaittaviksi sellaiset
  ilmiöt ja periaatteet, joita muuten ei konkreettisesti voida
  havaita. (Rapp, 2005)
VISUALISOINTI KEMIAN
OPETUKSESSA JA OPPIMISESSA
 Monet kemian käsitteet ovat vaikeita ymmärtää tekstistä
  lukemalla. Ne voidaan ymmärtää täysin, kun ne on
  visualisoitu esimerkiksi piirroksin. (Barnea, 2000)
 Tietokoneavusteisesti voidaan toteuttaa monimutkaisia
  visualisointeja ja suorittaa tehokkaita dynaamisia
  simulaatioita, jotka eivät aikaisemmin olleet mahdollisia
  oppikirjojen sivuilla (Gobert, 2005).
 Daltonin (2003) mukaan ainakin opiskelijat, jotka oppivat
  parhaiten näkemällä, voivat hyötyä animaatioiden
  käytöstä opetuksessa.
OPS ja VISUALISOINTI: ESIM.
TAVOITTEET: Oppilas oppii
 kuvailemaan ja mallintamaan kemiallisia reaktioita
  reaktioyhtälöiden avulla (perusopetus, yläkoulu)
 aineiden paloherkkyys, palamisreaktio, sen kuvaaminen
  kemian merkkikielellä sekä palamistuotteiden
  ominaisuudet ja vaikutukset ympäristössä (perusopetus,
  yläkoulu)
 Kemian opetukselle on luonteenomaista kemiallisten
  ilmiöiden ja aineiden ominaisuuksien havaitseminen ja
  tutkiminen kokeellisesti, ilmiöiden tulkitseminen ja
  selittäminen mallien ja rakenteiden avulla, ilmiöiden
  kuvaaminen kemian merkkikielellä sekä ilmiöiden
  mallintaminen ja matemaattinen käsittely. (lukio)
 perehtyy tieto- ja viestintätekniikan mahdollisuuksiin
  tiedonhankinnan ja mallintamisen välineinä (lukio)
HARJOITUS 2: VISUALISOINTI KEMIAN
OPPIKIRJOISSA

 Valitse yksi lukion kemian kirja

 Vastaa seuraaviin kysymyksiin:
  1. Luettele, millaisia erilaista visualisointitapoja löydät
     kirjoista.
   2. Valitse kirjoista tarkasteluun kemiallinen sidos:
      minkälaisia visualisointitapoja on käytetty?
      a) minkälainen visualisointi on mielestänne paras
        ja miksi?
      b) minkälainen visualisointi on mielestänne huono ja
        miksi?
Visuaalisesta kyvystä
 Visuaalinen kyky on erilainen eri ihmisillä. Tämä on
  otettava huomioon opetuksessa. On olemassa myös
  ihmisiä, joilta puuttuu kyky oppia kuulemalla aivan
  samoin kuin on ihmisiä, joilta puuttuu avaruudellinen
  hahmotuskyky.
 Osa tutkimuksista tuo esille myös erot tytöillä ja
  pojilla. Visuaalisessa kyvyssä ja
  opintomenestyksessä on havaittu myös yhteyttä.
 Ihmisen visuaalinen havainto on valikoiva ja siksi
  kunkin visuaalinen mielikuva on jonkin verran
  todellisuudesta poikkeava. Erot kunkin visuaalisessa
  mielikuvissa johtuvat mm. tavoitteiden ja päämäärien
  eroista.
Visualisointi ja ajattelu
 Visualisointia tarvitaan ajattelussa, erityisesti
  luonnontieteiden oppimisessa.
 Päättelyssä visuaalisia mielikuvia voidaan käyttää
  hyväksi muodostettaessa uusia kuvia olemassa olevista
  kuvista.
 Uuden taidon oppimisessa mielikuvia voidaan käyttää
  esittelemään taitosuoritusta (esim. mielikuvia käytetään
  määrittelemään fysikaalista liikettä)
 Sanallisten kuvausten ymmärtämisessä tarvitaan myös
  visualisointia. Esimerkiksi aineen kiderakenne voidaan
  ymmärtää visualisoimalla mielessä sanallisen kuvauksen
  lukemisen jälkeen.
 Luovuus ja kekseliäisyys vaatii visualisointikykyä.
  Mielikuvia voidaan muokata ja luoda uutta
HYVIÄ VISUALISOINNIN OHJEITA:
 Barbara Tversky: ”Prolegomenon to scientific
  visualizations”,
 J.K.Gilbert (toim.), Visualization in science education”,
  Springer, 2005, s. 29-42.


      Visualisoinnit perustuvat ennalta tunnettuun
       (kontekstiriippuvuus)
      Ne liittävät formaalin määrittelyn
       esimerkkeihin
      Yhtenäisyys-periaate (Congruence
       principle) visualisoinnin rakenne ja sisältö
       liittyy haluttuihin mentaalimalleihin
      Ymmärrys-periaate (Apprehension
       principle) visualisoinnin rakenne ja sisältö
       pitäisi olla helposti ja yhdenmukaisesti
       ymmärrettävissä
Avaruudellinen älykkyys (Garner, 2005)

 kyky havainnoida visuaalista maailmaa tarkasti,
 esittää muutoksia ja modifikaatioita omista
  lähtökohdista,
 pystyä luomaan uusia näkökulmia omista
  visuaalisista kokemuksista ilman fysikaalista
  ärsykettä.
METAKOGNITIIVISET TAIDOT
 Keskeistä visualisoinnissa ja oppimisessa
 Kyky arvioida ja tarkkailla omia ajatuksiaan
 Metakognitiivinen oppija on hyvin tietoinen
  omasta oppimisestaan ja omista
  oppimistavoistaan.
Metakognition toimiminen
 Nelsonin ja Narensin malli metakognition
  toimimisesta metatason ja objektitason välillä:
 - havainto objektista, josta saadaan
  informaatiota, muuttaa tai korjaa mallia
  metatasolla
 - kontrolli suuntaa havaintojen tekemistä tiettyyn
  suuntaan
 - kontrolli ja hallinta tapahtuvat samanaikaisesti
ÄLYKKYYS VISUALISOINNISSA

 Älykkyys visualisoinnissa määritelmää on
  vahvistettu Nelsonin ja Narensin mallin
  kehitysversiolla ja Petersonin visualisoinnin
  metakognitiomallilla.
 Tämä malli koostuu kolmesta komponentista:
    ikonimuisti
    lyhytaikainen visuaalinen muisti – vastaa
     objektitasoa
    pitkäaikainen visuaalinen muisti – vastaa
     metatasoa.
Metakognitiivisten taitojen tasot
1) keräämisen taso (tunnistaa mitä opittu, mitä ei,
  arviointi siitä mitä tulevaisuudessa on helppo/vaikea
  oppia),
2) säilyttämisen taso (ajatuksellinen muistin
  harjauttaminen)
3) mieleen palauttamisen taso (pystyy tekemään
  oppimisen arviointia, arvioimaan tulevaisuuden
  oppimismenestystä, tietämisen tunne, kasvanut
  varmuus)

 Metakognitiivisten taitojen kehittyessä oppija tulee
  asteittain tietoisemmaksi siitä, mitä on opittu, sen
  säilyttämisestä ja sen mieleenpalauttamisesta.
 Lisääntynyt itseluottamus metakognitiivisissa
  taidoissa näkyy tiedon tarkkuutena.
METAKOGNITIIVISTEN TAITOJEN
KEHITTÄMINEN VISUALISOINNISSA

 valitaan esitystapa tiettyyn tarkoitukseen ja sen
  tulkintaan sopivaksi
 kulloinkin käytetyn esitystavan analysointi:
  mahdollisuudet ja rajoitukset
 harjoitellaan mallien muuntamista toiseksi sekä
  erilaisia visualisointitapoja ja strategioita
 parannetaan oppilaan havainnointikykyä:
 -käyttämällä useita esitysmuotoja samasta mallista
  maksimoimalla muotojen, kulmien, varjojen piirteitä,
 -käyttämällä säännöllisiä, yksinkertaisia, geometrisia
  muotoja
 -selventämällä esitystä väreillä
Visualisointi ja arviointi
ARVIOITAVIA ASIOITA:
  1. visualisoinnin luonteen ymmärtäminen,
  2. visualisointikyky ja
  3. näiden molempien käyttö kemian kontekstissa.
 Visualisoinnin luonteen ymmärtäminen vaatii
  - erilaisten esitystapojen käyttöä,
  - niiden vahvuuksien ja heikkouksien ymmärtämistä
  - visualisoinnin arvon merkitystä kemiassa ja sen
  opiskelussa.
Visualisointi ja arviointi
ARVIOITAVIA ASIOITA:
  1. visualisoinnin luonteen ymmärtäminen,
  2. visualisointikyky ja
  3. näiden molempien käyttö kemian kontekstissa.
 Visualisoinnin luonteen ymmärtäminen vaatii
  - erilaisten esitystapojen käyttöä,
  - niiden vahvuuksien ja heikkouksien ymmärtämistä
  - visualisoinnin arvon merkitystä kemiassa ja sen
  opiskelussa.

More Related Content

Similar to Luentokalvot visualisoinnit aksela_170112

Didaktisia Lahestymistapoja Verkko Opetukseen
Didaktisia Lahestymistapoja Verkko OpetukseenDidaktisia Lahestymistapoja Verkko Opetukseen
Didaktisia Lahestymistapoja Verkko Opetukseen
Osku Kiri
 
Johdatus oppimiseen ja koulutusteknologiaan
Johdatus oppimiseen ja koulutusteknologiaanJohdatus oppimiseen ja koulutusteknologiaan
Johdatus oppimiseen ja koulutusteknologiaan
Learning and Educational Technology Research Unit
 
Miten oppimisen motivaatio rakentuu?
Miten oppimisen motivaatio rakentuu?Miten oppimisen motivaatio rakentuu?
Miten oppimisen motivaatio rakentuu?
Harto Pönkä
 
Itsesäätöinen Oppiminen ja Sitoutumisen Ylläpitäminen Etäopiskelussa
Itsesäätöinen Oppiminen ja Sitoutumisen Ylläpitäminen EtäopiskelussaItsesäätöinen Oppiminen ja Sitoutumisen Ylläpitäminen Etäopiskelussa
Itsesäätöinen Oppiminen ja Sitoutumisen Ylläpitäminen Etäopiskelussa
Jonna Malmberg
 
Oppi Ohja Oppiminen Ja Sen Tukeminen
Oppi Ohja Oppiminen Ja Sen TukeminenOppi Ohja Oppiminen Ja Sen Tukeminen
Oppi Ohja Oppiminen Ja Sen TukeminenPirkko Hyvönen
 
ITIMS53 Menetelmä Draw the Experience
ITIMS53 Menetelmä Draw the ExperienceITIMS53 Menetelmä Draw the Experience
ITIMS53 Menetelmä Draw the Experience
Anne Rongas
 
Laadullinen tutkimus 1. 2012
Laadullinen tutkimus 1. 2012Laadullinen tutkimus 1. 2012
Laadullinen tutkimus 1. 2012Pirkko Hyvönen
 
Työkalupakki
TyökalupakkiTyökalupakki
Työkalupakki
Sampo Forsström
 
Sosiodynaaminen ohjaus - Päivi-Katriina Juutilainen
Sosiodynaaminen ohjaus - Päivi-Katriina JuutilainenSosiodynaaminen ohjaus - Päivi-Katriina Juutilainen
Sosiodynaaminen ohjaus - Päivi-Katriina Juutilainen
Otavan Opisto
 
Tarinat ja pelillisyys vaasa
Tarinat ja pelillisyys vaasaTarinat ja pelillisyys vaasa
Tarinat ja pelillisyys vaasa
Esko Lius
 
Osaamisen arkkitehtuuri
Osaamisen arkkitehtuuriOsaamisen arkkitehtuuri
Osaamisen arkkitehtuuri
Suomen Ekonomit
 
Ilmiöjakson suunnittelu lukiossa
Ilmiöjakson suunnittelu lukiossaIlmiöjakson suunnittelu lukiossa
Ilmiöjakson suunnittelu lukiossa
Anne Rongas
 
10 askelta materiaali
10 askelta materiaali10 askelta materiaali
10 askelta materiaali
Ideapakka
 
Laadullinen tutkimus/osa 1
Laadullinen tutkimus/osa 1Laadullinen tutkimus/osa 1
Mitä ohjaus on - Heikki Pasanen
Mitä ohjaus on - Heikki PasanenMitä ohjaus on - Heikki Pasanen
Mitä ohjaus on - Heikki Pasanen
Otavan Opisto
 
Liikkeelle!-oppimisympäristö
Liikkeelle!-oppimisympäristöLiikkeelle!-oppimisympäristö
Liikkeelle!-oppimisympäristöhanissin
 

Similar to Luentokalvot visualisoinnit aksela_170112 (20)

Oppimisen motivaatio edutoolx
Oppimisen motivaatio edutoolxOppimisen motivaatio edutoolx
Oppimisen motivaatio edutoolx
 
Didaktisia Lahestymistapoja Verkko Opetukseen
Didaktisia Lahestymistapoja Verkko OpetukseenDidaktisia Lahestymistapoja Verkko Opetukseen
Didaktisia Lahestymistapoja Verkko Opetukseen
 
Johdatus oppimiseen ja koulutusteknologiaan
Johdatus oppimiseen ja koulutusteknologiaanJohdatus oppimiseen ja koulutusteknologiaan
Johdatus oppimiseen ja koulutusteknologiaan
 
Otto itsesäätöinen oppiminen
Otto itsesäätöinen oppiminenOtto itsesäätöinen oppiminen
Otto itsesäätöinen oppiminen
 
Otto jarvela300911
Otto jarvela300911Otto jarvela300911
Otto jarvela300911
 
Miten oppimisen motivaatio rakentuu?
Miten oppimisen motivaatio rakentuu?Miten oppimisen motivaatio rakentuu?
Miten oppimisen motivaatio rakentuu?
 
Itsesäätöinen Oppiminen ja Sitoutumisen Ylläpitäminen Etäopiskelussa
Itsesäätöinen Oppiminen ja Sitoutumisen Ylläpitäminen EtäopiskelussaItsesäätöinen Oppiminen ja Sitoutumisen Ylläpitäminen Etäopiskelussa
Itsesäätöinen Oppiminen ja Sitoutumisen Ylläpitäminen Etäopiskelussa
 
Oppi Ohja Oppiminen Ja Sen Tukeminen
Oppi Ohja Oppiminen Ja Sen TukeminenOppi Ohja Oppiminen Ja Sen Tukeminen
Oppi Ohja Oppiminen Ja Sen Tukeminen
 
ITIMS53 Menetelmä Draw the Experience
ITIMS53 Menetelmä Draw the ExperienceITIMS53 Menetelmä Draw the Experience
ITIMS53 Menetelmä Draw the Experience
 
Laadullinen tutkimus 1. 2012
Laadullinen tutkimus 1. 2012Laadullinen tutkimus 1. 2012
Laadullinen tutkimus 1. 2012
 
Työkalupakki
TyökalupakkiTyökalupakki
Työkalupakki
 
Sosiodynaaminen ohjaus - Päivi-Katriina Juutilainen
Sosiodynaaminen ohjaus - Päivi-Katriina JuutilainenSosiodynaaminen ohjaus - Päivi-Katriina Juutilainen
Sosiodynaaminen ohjaus - Päivi-Katriina Juutilainen
 
Tarinat ja pelillisyys vaasa
Tarinat ja pelillisyys vaasaTarinat ja pelillisyys vaasa
Tarinat ja pelillisyys vaasa
 
Osaamisen arkkitehtuuri
Osaamisen arkkitehtuuriOsaamisen arkkitehtuuri
Osaamisen arkkitehtuuri
 
Ilmiöjakson suunnittelu lukiossa
Ilmiöjakson suunnittelu lukiossaIlmiöjakson suunnittelu lukiossa
Ilmiöjakson suunnittelu lukiossa
 
10 askelta materiaali
10 askelta materiaali10 askelta materiaali
10 askelta materiaali
 
Laadullinen tutkimus/osa 1
Laadullinen tutkimus/osa 1Laadullinen tutkimus/osa 1
Laadullinen tutkimus/osa 1
 
Mitä ohjaus on - Heikki Pasanen
Mitä ohjaus on - Heikki PasanenMitä ohjaus on - Heikki Pasanen
Mitä ohjaus on - Heikki Pasanen
 
Liikkeelle!-oppimisympäristö
Liikkeelle!-oppimisympäristöLiikkeelle!-oppimisympäristö
Liikkeelle!-oppimisympäristö
 
Srl&OppimisympäRistöJen Suunnittelu
Srl&OppimisympäRistöJen SuunnitteluSrl&OppimisympäRistöJen Suunnittelu
Srl&OppimisympäRistöJen Suunnittelu
 

More from Johannes Pernaa

Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
Johannes Pernaa
 
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaaInnostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
Johannes Pernaa
 
Kehittamistutkimus 2017
Kehittamistutkimus 2017Kehittamistutkimus 2017
Kehittamistutkimus 2017
Johannes Pernaa
 
Miksi opiskella kemiaa 2017
Miksi opiskella kemiaa 2017Miksi opiskella kemiaa 2017
Miksi opiskella kemiaa 2017
Johannes Pernaa
 
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
Johannes Pernaa
 
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvua
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvuaSähköisistä oppimateriaaleista kasvua
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvua
Johannes Pernaa
 
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluento
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluentoVerkkokurssin suunnittelu -koontiluento
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluento
Johannes Pernaa
 
Tämä on e-kirja 17.4.2016
Tämä on e-kirja 17.4.2016Tämä on e-kirja 17.4.2016
Tämä on e-kirja 17.4.2016
Johannes Pernaa
 
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissäMonialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
Johannes Pernaa
 
Työpaja: Verkkokurssin laatiminen
Työpaja: Verkkokurssin laatiminenTyöpaja: Verkkokurssin laatiminen
Työpaja: Verkkokurssin laatiminen
Johannes Pernaa
 
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
Johannes Pernaa
 
Hypekäyrä TVT-suunnittelussa
Hypekäyrä TVT-suunnittelussaHypekäyrä TVT-suunnittelussa
Hypekäyrä TVT-suunnittelussa
Johannes Pernaa
 
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
Johannes Pernaa
 
Sähköiset arviointikäytänteet S2014
Sähköiset arviointikäytänteet S2014Sähköiset arviointikäytänteet S2014
Sähköiset arviointikäytänteet S2014
Johannes Pernaa
 
Edumol user guide (V 2.0)
Edumol user guide (V 2.0)Edumol user guide (V 2.0)
Edumol user guide (V 2.0)
Johannes Pernaa
 
3d-webprojekti
3d-webprojekti3d-webprojekti
3d-webprojekti
Johannes Pernaa
 
Big data ja sen mahdollisuudet
Big data ja sen mahdollisuudetBig data ja sen mahdollisuudet
Big data ja sen mahdollisuudetJohannes Pernaa
 
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjatTVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
Johannes Pernaa
 
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluento
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluentoSähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluento
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluentoJohannes Pernaa
 

More from Johannes Pernaa (20)

Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
 
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaaInnostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
 
Kehittamistutkimus 2017
Kehittamistutkimus 2017Kehittamistutkimus 2017
Kehittamistutkimus 2017
 
Miksi opiskella kemiaa 2017
Miksi opiskella kemiaa 2017Miksi opiskella kemiaa 2017
Miksi opiskella kemiaa 2017
 
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
 
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvua
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvuaSähköisistä oppimateriaaleista kasvua
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvua
 
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluento
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluentoVerkkokurssin suunnittelu -koontiluento
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluento
 
Tämä on e-kirja 17.4.2016
Tämä on e-kirja 17.4.2016Tämä on e-kirja 17.4.2016
Tämä on e-kirja 17.4.2016
 
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissäMonialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
 
Työpaja: Verkkokurssin laatiminen
Työpaja: Verkkokurssin laatiminenTyöpaja: Verkkokurssin laatiminen
Työpaja: Verkkokurssin laatiminen
 
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
 
Hypekäyrä TVT-suunnittelussa
Hypekäyrä TVT-suunnittelussaHypekäyrä TVT-suunnittelussa
Hypekäyrä TVT-suunnittelussa
 
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
 
Sähköiset arviointikäytänteet S2014
Sähköiset arviointikäytänteet S2014Sähköiset arviointikäytänteet S2014
Sähköiset arviointikäytänteet S2014
 
Edumol user guide (V 2.0)
Edumol user guide (V 2.0)Edumol user guide (V 2.0)
Edumol user guide (V 2.0)
 
3d-webprojekti
3d-webprojekti3d-webprojekti
3d-webprojekti
 
Big data ja sen mahdollisuudet
Big data ja sen mahdollisuudetBig data ja sen mahdollisuudet
Big data ja sen mahdollisuudet
 
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjatTVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
 
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluento
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluentoSähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluento
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluento
 
Molekyylien rakenne
Molekyylien rakenneMolekyylien rakenne
Molekyylien rakenne
 

Luentokalvot visualisoinnit aksela_170112

  • 1. VISUALISOINTI KEMIASSA JA SEN OPETUKSESSA Maija Aksela Kemian opettajankoulutusyksikkö 17.01.2012
  • 2. VISUALISOINTI: ”pariporina”  1. Mitä tarkoittaa visualisointi Sinulle?  2. Mitä erilaisia visualisointitapoja tunnet?  3. a) Arvioi omia visualisointitaitojasi asteikolla (1-3; 1=heikot, 2=tyydyttävät, 3= hyvät) b) Kerro, minkälainen visualisointi helpottaa oppimistasi eli on hyvä ja miksi? c) Minkäläinen visualisointi on sinusta huonoa ja miksi?  4. Keskustele vastauksista lähiparisi kanssa  5. Valitkaa yhdessä joku kemian käsite tai ilmiö ja kuvatkaa pari tapaa, miten voisitte visualisoida sitä
  • 3. VISUALISOINTI: määritelmiä Visualisointi tarkoittaa jonkin asian tekemistä havainnolliseksi näköaistille. Visualisoinnissa on oleellista ihmisen sisäisten mallien muodostumisen tukeminen. Visualisointi voidaan määritellä yleisemmin tarkoittamaan mitä tahansa tiedon esittämistä ihmisen omaa ymmärrystä tukemaan muotoon. (Wikipedia) Visualisointi tarkoittaa näkyvää tekemistä ja havainnollisina näkökuvina kuvittelua (Web-Facta).  Visualisointi on prosessi, jossa tietoa muunnetaan kuvalliseen muotoon. (Meisalo et al., 2000)
  • 4. VISUALISOINTI (Gilbert, 2003) 1) visuaalinen havaitseminen (kohteen ymmärtäminen, kun se on nähty) 2) visuaaliset mielikuvat (mieleen tuotettu kuva kohteesta, jota ei nähdä) 3) avaruudelliset mielikuvat (mielen kuvaus kohteesta, jota on tuotettu esimerkiksi tunnistelemalla, ei nähtynä)
  • 5. VISUALISOINTI LUOKITELLAAN (Gobert, 2005)  ulkoiseksi visualisoinniksi (tiedon esittämistä visuaalisessa muodossa, esim. kaavioita, kuvaajia, piirroksia, animaatioita, simulaatioita, valokuvia tai videokuvia): a) staattiset ja b) dynaamiset  sisäiseksi visualisoinniksi (mielensisäisiä ajattelumalleja ja kuvauksia jostakin asiasta)  avaruudelliseksi hahmotuskyvyksi (kykyä käsitellä mielessä tilallisia ulottuvuuksia) Ulkoisesta visualisoinnista oppiminen voi edellyttää avaruudellista hahmotuskykyä ja johtaa mielen sisäisen visualisoinnin rakentumiseen (Gobert, 2005).
  • 6. VISUALISOINTI OLENNAISTA KEMIASSA:  Kemiassa hyödynnetään runsaasti erilaisia visualisointeja todellisten systeemien esittämisessä (Ranck, 1997).  Visualisoinneilla voidaan ulkoistaa ajatuksia, jäsentää muistia,käsitellä tietoa, ja tukea yhteisöllistä toimintaa. Onnistuneet visualisoinnit jäsentävät tieteellisiä käsitteistöjä sopiviksi ihmisen aisteille ja ymmärrykselle. (Tversky, 2005)  Visualisoinneilla voidaan tehdä havaittaviksi sellaiset ilmiöt ja periaatteet, joita muuten ei konkreettisesti voida havaita. (Rapp, 2005)
  • 7. VISUALISOINTI KEMIAN OPETUKSESSA JA OPPIMISESSA  Monet kemian käsitteet ovat vaikeita ymmärtää tekstistä lukemalla. Ne voidaan ymmärtää täysin, kun ne on visualisoitu esimerkiksi piirroksin. (Barnea, 2000)  Tietokoneavusteisesti voidaan toteuttaa monimutkaisia visualisointeja ja suorittaa tehokkaita dynaamisia simulaatioita, jotka eivät aikaisemmin olleet mahdollisia oppikirjojen sivuilla (Gobert, 2005).  Daltonin (2003) mukaan ainakin opiskelijat, jotka oppivat parhaiten näkemällä, voivat hyötyä animaatioiden käytöstä opetuksessa.
  • 8. OPS ja VISUALISOINTI: ESIM. TAVOITTEET: Oppilas oppii  kuvailemaan ja mallintamaan kemiallisia reaktioita reaktioyhtälöiden avulla (perusopetus, yläkoulu)  aineiden paloherkkyys, palamisreaktio, sen kuvaaminen kemian merkkikielellä sekä palamistuotteiden ominaisuudet ja vaikutukset ympäristössä (perusopetus, yläkoulu)  Kemian opetukselle on luonteenomaista kemiallisten ilmiöiden ja aineiden ominaisuuksien havaitseminen ja tutkiminen kokeellisesti, ilmiöiden tulkitseminen ja selittäminen mallien ja rakenteiden avulla, ilmiöiden kuvaaminen kemian merkkikielellä sekä ilmiöiden mallintaminen ja matemaattinen käsittely. (lukio)  perehtyy tieto- ja viestintätekniikan mahdollisuuksiin tiedonhankinnan ja mallintamisen välineinä (lukio)
  • 9. HARJOITUS 2: VISUALISOINTI KEMIAN OPPIKIRJOISSA  Valitse yksi lukion kemian kirja  Vastaa seuraaviin kysymyksiin: 1. Luettele, millaisia erilaista visualisointitapoja löydät kirjoista. 2. Valitse kirjoista tarkasteluun kemiallinen sidos: minkälaisia visualisointitapoja on käytetty? a) minkälainen visualisointi on mielestänne paras ja miksi? b) minkälainen visualisointi on mielestänne huono ja miksi?
  • 10. Visuaalisesta kyvystä  Visuaalinen kyky on erilainen eri ihmisillä. Tämä on otettava huomioon opetuksessa. On olemassa myös ihmisiä, joilta puuttuu kyky oppia kuulemalla aivan samoin kuin on ihmisiä, joilta puuttuu avaruudellinen hahmotuskyky.  Osa tutkimuksista tuo esille myös erot tytöillä ja pojilla. Visuaalisessa kyvyssä ja opintomenestyksessä on havaittu myös yhteyttä.  Ihmisen visuaalinen havainto on valikoiva ja siksi kunkin visuaalinen mielikuva on jonkin verran todellisuudesta poikkeava. Erot kunkin visuaalisessa mielikuvissa johtuvat mm. tavoitteiden ja päämäärien eroista.
  • 11. Visualisointi ja ajattelu  Visualisointia tarvitaan ajattelussa, erityisesti luonnontieteiden oppimisessa.  Päättelyssä visuaalisia mielikuvia voidaan käyttää hyväksi muodostettaessa uusia kuvia olemassa olevista kuvista.  Uuden taidon oppimisessa mielikuvia voidaan käyttää esittelemään taitosuoritusta (esim. mielikuvia käytetään määrittelemään fysikaalista liikettä)  Sanallisten kuvausten ymmärtämisessä tarvitaan myös visualisointia. Esimerkiksi aineen kiderakenne voidaan ymmärtää visualisoimalla mielessä sanallisen kuvauksen lukemisen jälkeen.  Luovuus ja kekseliäisyys vaatii visualisointikykyä. Mielikuvia voidaan muokata ja luoda uutta
  • 12. HYVIÄ VISUALISOINNIN OHJEITA:  Barbara Tversky: ”Prolegomenon to scientific visualizations”,  J.K.Gilbert (toim.), Visualization in science education”, Springer, 2005, s. 29-42.  Visualisoinnit perustuvat ennalta tunnettuun (kontekstiriippuvuus)  Ne liittävät formaalin määrittelyn esimerkkeihin  Yhtenäisyys-periaate (Congruence principle) visualisoinnin rakenne ja sisältö liittyy haluttuihin mentaalimalleihin  Ymmärrys-periaate (Apprehension principle) visualisoinnin rakenne ja sisältö pitäisi olla helposti ja yhdenmukaisesti ymmärrettävissä
  • 13. Avaruudellinen älykkyys (Garner, 2005)  kyky havainnoida visuaalista maailmaa tarkasti,  esittää muutoksia ja modifikaatioita omista lähtökohdista,  pystyä luomaan uusia näkökulmia omista visuaalisista kokemuksista ilman fysikaalista ärsykettä.
  • 14. METAKOGNITIIVISET TAIDOT  Keskeistä visualisoinnissa ja oppimisessa  Kyky arvioida ja tarkkailla omia ajatuksiaan  Metakognitiivinen oppija on hyvin tietoinen omasta oppimisestaan ja omista oppimistavoistaan.
  • 15. Metakognition toimiminen  Nelsonin ja Narensin malli metakognition toimimisesta metatason ja objektitason välillä: - havainto objektista, josta saadaan informaatiota, muuttaa tai korjaa mallia metatasolla - kontrolli suuntaa havaintojen tekemistä tiettyyn suuntaan - kontrolli ja hallinta tapahtuvat samanaikaisesti
  • 16. ÄLYKKYYS VISUALISOINNISSA  Älykkyys visualisoinnissa määritelmää on vahvistettu Nelsonin ja Narensin mallin kehitysversiolla ja Petersonin visualisoinnin metakognitiomallilla.  Tämä malli koostuu kolmesta komponentista:  ikonimuisti  lyhytaikainen visuaalinen muisti – vastaa objektitasoa  pitkäaikainen visuaalinen muisti – vastaa metatasoa.
  • 17. Metakognitiivisten taitojen tasot 1) keräämisen taso (tunnistaa mitä opittu, mitä ei, arviointi siitä mitä tulevaisuudessa on helppo/vaikea oppia), 2) säilyttämisen taso (ajatuksellinen muistin harjauttaminen) 3) mieleen palauttamisen taso (pystyy tekemään oppimisen arviointia, arvioimaan tulevaisuuden oppimismenestystä, tietämisen tunne, kasvanut varmuus)  Metakognitiivisten taitojen kehittyessä oppija tulee asteittain tietoisemmaksi siitä, mitä on opittu, sen säilyttämisestä ja sen mieleenpalauttamisesta.  Lisääntynyt itseluottamus metakognitiivisissa taidoissa näkyy tiedon tarkkuutena.
  • 18. METAKOGNITIIVISTEN TAITOJEN KEHITTÄMINEN VISUALISOINNISSA  valitaan esitystapa tiettyyn tarkoitukseen ja sen tulkintaan sopivaksi  kulloinkin käytetyn esitystavan analysointi: mahdollisuudet ja rajoitukset  harjoitellaan mallien muuntamista toiseksi sekä erilaisia visualisointitapoja ja strategioita  parannetaan oppilaan havainnointikykyä: -käyttämällä useita esitysmuotoja samasta mallista maksimoimalla muotojen, kulmien, varjojen piirteitä, -käyttämällä säännöllisiä, yksinkertaisia, geometrisia muotoja -selventämällä esitystä väreillä
  • 19. Visualisointi ja arviointi ARVIOITAVIA ASIOITA: 1. visualisoinnin luonteen ymmärtäminen, 2. visualisointikyky ja 3. näiden molempien käyttö kemian kontekstissa.  Visualisoinnin luonteen ymmärtäminen vaatii - erilaisten esitystapojen käyttöä, - niiden vahvuuksien ja heikkouksien ymmärtämistä - visualisoinnin arvon merkitystä kemiassa ja sen opiskelussa.
  • 20. Visualisointi ja arviointi ARVIOITAVIA ASIOITA: 1. visualisoinnin luonteen ymmärtäminen, 2. visualisointikyky ja 3. näiden molempien käyttö kemian kontekstissa.  Visualisoinnin luonteen ymmärtäminen vaatii - erilaisten esitystapojen käyttöä, - niiden vahvuuksien ja heikkouksien ymmärtämistä - visualisoinnin arvon merkitystä kemiassa ja sen opiskelussa.