1 / 26

KEMIAN YMMÄRTÄMINEN JA AJATTELUTAIDOT

KEMIAN YMMÄRTÄMINEN JA AJATTELUTAIDOT. Maija Aksela 03.03.2006. ESITYKSEN SISÄLTÖ. TAUSTAA AJATTELUTAIDOT JA YMMÄRTÄMINEN AJATTELUTAITOJEN TUKEMINEN AIHE KÄYTÄNNÖSSÄ (Elsi Torn) KESKUSTELUA JA KYSYMYKSIÄ. Maija Aksela. Kemian ymmärtämisen ja ajattelutaitojen tukeminen

donar
Download Presentation

KEMIAN YMMÄRTÄMINEN JA AJATTELUTAIDOT

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. KEMIAN YMMÄRTÄMINEN JA AJATTELUTAIDOT Maija Aksela 03.03.2006

  2. ESITYKSEN SISÄLTÖ • TAUSTAA • AJATTELUTAIDOT JA YMMÄRTÄMINEN • AJATTELUTAITOJEN TUKEMINEN • AIHE KÄYTÄNNÖSSÄ (Elsi Torn) • KESKUSTELUA JA KYSYMYKSIÄ

  3. Maija Aksela Kemian ymmärtämisen ja ajattelutaitojen tukeminen tietokoneavusteisessa tutkimuksellisessa opiskeluympäristössä kehittämistutkimuksen avulla 15.10.2005 Kemian opetuksen keskus, Kemian laitos, Helsingin yliopisto

  4. TAUSTAA • Luonnontieteellisten ajattelutaitojen kehittäminen yksi kemian opetuksen päätavoitteista • Ulkoaopettelu vrt ”syväoppiminen” yleistä kemiassa: jopa 90 % opettelee ulkoa!

  5. TUTKIMUS (Nurminen & Aksela, 2005) • 1) Mitä ovat opettajien mielestä korkeamman tason ajattelutaidot kemian kontekstissa? • 2) Miten opettajat opettavat korkeamman tason ajattelutaitoja kemian kontekstissa?

  6. TAUSTAA • Ajattelutaitojen opettaminen on usein opettajille varsin vieras aihealue eikä siihen ainakaan tietoisesti ole opetuksessa panostettu (Nurminen & Aksela, 2005): • Pääasiassa kuitenkin aika heikosti, koska en mielestäni hallitse asiaa riittävän hyvin. • Huh, opetanko! • En ilmeisesti mitenkään! • En ole ajatellut asiaa. • Opettajat toivovat koulutusta ajattelutaitojen opettamiseen liittyen (Nurminen & Aksela, 2005).

  7. TAUSTAA • Ajattelutaitojen tukeminen ja käyttö tulisi alkaa mahdollisimman aikaisin (Resnick, 1987). • Ajattelutaitoja voidaan opettaa kaikille

  8. AJATTELUTAIDOT KESKEISTÄ KEMIAN INNOVAATIOISSA JA YMMÄRTÄMISESSÄ • Kemian tieteellisiä julkaisuja 2500 päivässä • Noin miljoona julkaisevaa kemistiä maailmassa • Noin 300 kemiaan liittyvää keksintöä päivässä Kokeellisuus • Noin 20 milj. orgaanista yhdistettä tunnetaan • Noin 30 milj. kemiallista reaktiota tunnetaan Mallintaminen

  9. LUONNONTIETEELLINEN AJATTELU: KORKEAMMAN TASON AJATTELUTAIDOT

  10. AJATTELUN TASOT KEMIASSA Makroskooppinen Ihminen Mikroskooppinen Symbolinen NaOH, n=m/M Gabel et. al 1987, Johnstone 1991, Nakhleh & Krajcik, 1991

  11. TIETOJA, JOITA TARVITAAN KEMIAN MERKITYKSELLISESSÄ OPPIMISESSA • Nk. FAKTATIETOA: tietoa terminologiasta ja yksityiskohdista • Nk. KÄSITTEELLISTÄ TIETOA: tietoa erilaisista luokista, tietoa perusteista ja yleistyksistä sekä tietoa teorioista, malleista ja rakenteista • Nk. PROSESSITIETOA: tietoa oppiainekohtaisista taidoista ja algoritmeistä, tekniikoista ja menetelmistä sekä kriteereistä tiedon käyttöön • Nk. METAKOGNITIIVISTA TIETOA: strategista tietoa, tietoa tehtävän kognitiivisista vaatimuksista sekä tietoa omista vahvuuksista ja heikkouksista

  12. KORKEAMMAN TASON AJATTELUTAIDOT • SOVELTAMINEN:rutiinitehtävä/ei-rutiinitehtävä • ANALYSOINTI: -erittely (epäolennainen olennaisesta) -organisointi (kuinka reaktio tapahtuu?) • ARVIOINTI: -tarkastelu (esim. tukeeko data hypoteesia?) -kritisoiminen (esim. tutkimustulosten arviointi) • UUDEN TIEDON LUOMINEN:-hypoteesin luominen -suunnittelu -tuottaminen/rakentaminen

  13. KEMIAN OPETTAJAT (Nurminen & Aksela, 2005) • Soveltaminen • Lukiossakaan ei kovin paljoa päästä soveltamaan, ehkä joissakin esim. kemiakilpailun tehtävissä. • Analysointi • Huonosti osattuja • Arviointi • Vaativaa, ei realistisella pohjalla heikoilla oppilailla. • Huonosti osattuja • Uuden tiedon rakentaminen • Ei vielä yläkoulu/lukiotasolla. • Vaikeaa

  14. TIETOJA, JOITA TARVITAAN KEMIAN MERKITYKSELLISESSÄ OPPIMISESSA • Nk. FAKTATIETOA: tietoa terminologiasta ja yksityiskohdista • Nk. KÄSITTEELLISTÄ TIETOA: tietoa erilaisista luokista, tietoa perusteista ja yleistyksistä sekä tietoa teorioista, malleista ja rakenteista • Nk. PROSESSITIETOA: tietoa oppiainekohtaisista taidoista ja algoritmeistä, tekniikoista ja menetelmistä sekä kriteereistä tiedon käyttöön • Nk. METAKOGNITIIVISTA TIETOA: strategista tietoa, tietoa tehtävän kognitiivisista vaatimuksista sekä tietoa omista vahvuuksista ja heikkouksista

  15. KEMIALLINEN REAKTIO –ILMIÖN KESKEISIÄ PÄÄKÄSITTEITÄ KEMIALLINEN REAKTIO Erilaisia reaktioita Stoikiometria Termodynamiikka Reaktiokinetiikka Reaktion nopeus Energia Reaktioyhtälöt Entropia Ainemäärä Törmäysteoria Kemiallinen tasapaino Vapaa energia ja spontaanisuus Reaktiomekanismit

  16. Korkeamman tason ajattelutaitojen opettaminen (Nurminen & Aksela, 2005) • Oppilasta aktivoivat metodit • Soveltavat tehtävät ja/tai kirjalliset tuotokset (5) • Kyseleminen ja/tai pohtiminen (4) • Keskustelut (4) • Käsitekartat (2) • Kokeelliset työt ja niistä raportointi (1) • Opettajan toiminta • Korostan, että kemia ei ole ulkolukua • Ilmaisen asiat johdonmukaisesti ja selkeästi • Selitän syy-seuraus-suhteita • Otan huomioon oppilaiden kehitysvaiheen • Opetan perusasiat hyvin

  17. AJATTELUTAITOJEN TUKEMINEN • OPPILAAN OSALLISTUMINEN • OPETTAJAN KANNUSTUS JA PALAUTE • OPPILAS-OPPILAS VUOROVAIKUTUS sisältäen aktiivisen osallistumisen, motivaation ja palautteen • OIKEAT ONGELMAT JA RELEVANTTI OPPILAALLE • STS –OPPIMINEN • KESKUSTELUT • YHTEISTOIMINNALLINEN OPPIMINEN • OPPILAAT SUUNNITTELEMAAN, KEHITTÄMÄÄN, TUOTTAMAAN OMIA TUTKIMUKSIA • AJATTELUTAITOJEN TIEDOSTAMINEN (”ÄÄNEEN”) • KÄSITEKARTAT YM. ESIJÄRJESTIMET • ROHKAISEMINEN KYSYMYSTEN TEKEMISEEN

  18. KEMIAN YMMÄRTÄMISTÄ VOIDAAN TUKEA MONIN ERI TAVOIN • Jonassenin (1999) mukaan opiskelu tietokoneavusteisessa opiskeluympäristössä on merkityksellistä, jos opiskelu on aktiivista, konstruktiivista ja reflektoivaa, tavoitteellista, autenttista, ja yhteistoiminnallista.

  19. KOKEELLISUUDESSA • HYPOTEESIN MUODOSTAMINEN • MITTAUKSEN SUUNNITTELMINEN JA TOTEUTUS • MUUTTUJIEN MUUTTAMINEN • TULOSTEN TUTKINTA JA LUOTETTAVUUDEN TARKASTELU

  20. TUTKIMUSTORI -OPISKELUYMPÄRISTÖ

  21. PEDAGOGISET OPETUSMALLIT KORKEAMMAN TASON AJATTELUN TUKENA • TUTKIMUKSESSA KEHITETTY OPPIMISSYKLI: 1. VIRITTÄYTYMINEN AIHEESEEN (tutkimustori) 2. ILMIÖN TUTKIMUSVAIHE (tutkimustori) 3. SELITYSVAIHE (käsitekartat) 4. ESITYSVAIHE (suullinen esitys) 5. ARVIOINTIVAIHE (oppimispäiväkirjat) 6. RAPORTOINTIVAIHE (työselostus)

  22. ”RIKAS” OPISKELUYMPÄRISTÖ FYYSINEN OSA: TUTKIMUSTORI -MALLI PEDAGOGINEN OSA: OPETUSMALLIT/STRATEGIAT TUTKIMUKSELLINEN OPISKELU TUTKIMUSFOORUMI MITTAUS- AUTOMAATIO KIRJASTO OPPIMIS-SYKLI YHTEIS- TOIMINNALLISUUS AUTENTTISETTUTKIMUS- TEHTÄVÄT KESKUSTELUFOORUMI PALAPELIMALLI ARVIOINTIFOORUMI VIHREÄN KEMIAN PERIAATTEET MIKROMITTA- KAAVASSA TUTKIMUKSESSA KEHITETYN OPISKELUYMPÄRISTÖN PÄÄELEMENTIT

  23. TUTKIMUSTORI -OPISKELUYMPÄRISTÖ

  24. MITTAUSAUTOMAATIO TUO UUSIA MAHDOLLISUUKSIA KEMIAN KOKEELLISUUTEEN Empirica2000 –ohjelmalla titrauskäyrä Mittaussysteemi

  25. TUTKIMUKSEN PÄÄTULOKSET • Kehittämistutkimuksen tuloksena saatiin kolmenlaista tietoa: (a) tietoa opiskeluympäristön yhdeksänvaiheisesta suunnitteluprosessista ja sen menetelmistä, (b) tietoa opiskeluympäristöstä ja sen ominaisuuksista sekä (c)tietoa merkityksellisestä kemian oppimisesta ja korkeamman tason ajattelusta tietokoneavusteisessa opiskeluympäristössä.

  26. Supporting meaningful chemistry learning and higher-order thinking through computer-assisted inquiry: A design research approachMaija AkselaAcademic Dissertation, October 2005.University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Chemistry.As a PDF file (ISBN 952-10-2708-8) - 4850 kBhttp://ethesis.helsinki.fi/julkaisut/mat/kemia/vk/aksela/

More Related