Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
•Download as PPTX, PDF•
0 likes•710 views
LOPS 2021 -koulutus
![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](https://image.slidesharecdn.com/2020-01-lops2019-tvt-200204212735/85/Modernia-teknologiaa-kemian-opetukseen-2020-23-320.jpg)
Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
- 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. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta SISÄLLYS TEOREETTISIA TYÖKALUJA ALEX JOHNSTONEN AJATUKSIA OPPIMISESTA – MUISTIINPANOJA YO-KOKEEN VAATIMUKSIA VIRTUAALILABORATORIOITA AJANKOHTAISIA TUTKIMUSKOHTEITA 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 2
- 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. 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. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 5 Pernaa, 2016
- 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. 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
- 9. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta DATASTA • Procedural knowledge • Unlinked concept • HCl increase? • Or just an error. 4.2.2020LOPS2021 – aineryhmäkoulutus 9
- 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 …
- 12. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta LAAJEMPI NÄKÖKULMA 8.10.2019Kyllä kemisti löytää | Tiedekulma 12 Lehdet Uutiset Kirjat Elokuvat Tapahtumat Opinnot Harrastukset Läheiset
- 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. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta TVT:N MAHDOLLISUUDET • Marvinilla korkeamman tason ajattelutaitojen tukeminen 4.2.2020 14LOPS2021 – aineryhmäkoulutus Krathwohl, 2002
- 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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