lauantai 30. huhtikuuta 2016

Sähkömagneetin ja magnetismin opettaminen kuudennen luokan oppilaille

Johdanto
Tämä oli toinen tuplatuntimme kyseisten kuudennen luokan oppilaiden kanssa. Olimme saaneet opetettavan aiheen etukäteen luokan omalta opettajalta ja valmistelleet tunnit etukäteen opettajaa konsultoiden. Meille oli kuitenkin hieman epäselvää paljonko opettaja keskustelumme jälkeen ehtisi käydä sähköön ja magnetismiin liittyviä asioita oppilaiden kanssa, joten emme täysin tienneet oppilaiden lähtötasoa.


Oma ajattelu ja ryhmän jäsenten ennakkokäsitykset ja niiden vertailu
Suunnittelimme opetuksen useiden oppikirjojen sekä Miten opetan fysiikkaa ja kemiaa alakoulussa -kirjan (Viiri, 2005) avulla. Pohdimme myös, kuinka asioita on meille itsellemme opetettu ja täydensimme toistemme tietoja, koska lähtötietomme erosivat aiempien opiskeluvalintojen vuoksi. Kaikilla meillä oli kuitenkin myönteinen kuva fysiikan opetuksesta ja lähdimme innolla toteuttamaan kokeita, joita itse pidimme mielenkiintoisina ollessamme alakoulussa. Ennakkokäsityksemme ympäristö- ja luonnontiedon opetuksesta olivat positiiviset, sillä omien muistikuviemme sekä sijaisuuksista saamamme kokemusten perusteella oppilaat innostuvat aiheista ja kokevat oppitunnit mieluisina.


Aiheen teoreettinen tarkastelu
Tutustuimme opetettavaan aiheeseen eli magnetismiin ja sähkömagneetin tekoon, lukemalla aiheesta netistä, lukion fysiikan kirjoista (Fysiikka 6) sekä peruskoulun kuudennen luokan oppikirjoista (Ympäristö- ja luonnontiede sekä fysiikka) ja niihin liittyvästä opettajan materiaalista. Kirjoista löysimme paljon käyttökelpoista tietoa sekä esimerkkejä oppilaiden kanssa tehtävistä kokeista. Päädyimme hyödyntämään joitakin tällaisia valmiita kokeita, sillä ne olivat hyvin suunniteltuja, mahdollisia toteuttaa käytössämme olevilla koulun materiaaleilla sekä turvallisia tehdä oppilaiden kanssa. Osa kirjoissa esitetyistä kokeista oli merkitty opettajan näyttämiksi demonstraatioiksi, mutta teimme nekin yhdessä oppilaiden kanssa, jotta ne motivoisivat oppilaita tutkimaan ilmiötä itse.


Lukion kirjoista saimme itsellemme lisää taustatietoa. Meidän oli helpompi selittää asioita oppilaille ymmärrettävästi, kun itse olimme ymmärtäneet mistä sähkössä, sähkömagnetismissa ja magnetismissa todella on kyse. Löysimme kirjoista myös arjen sovelluksia ja tunnilla huomasikin, miten varsinkin poikien silmät syttyivät, kun he itse ymmärsivät, että autoja nostellaan romuttamoilla samankaltaisilla sähkömagneeteilla, kuin se, jonka he itse olivat juuri tehneet.


Pedagogiseen tutkimukseen perehtyminen
Tutustuimme Miten opetan fysiikkaa ja kemiaa alakoulussa -kirjaan (Viiri, 2005) sekä YTY-malliin. Halusimme siis tehdä yhteistoiminnallista tutkivaa oppimista, jossa oppilaat oppivat paitsi fysiikkaa, myös vuorovaikutustaitoja ja tutkimuksen teon perusteita.


Oppilaiden ajattelun tutkiminen
Pidimme opetuksen dialogisena, olimme suunnitelleet valmiiksi paljon kysymyksiä, joita esitimme oppilaille. Lisäksi kyselimme tunnin edetessä kertaavia kysymyksiä ja sitä, olisiko oppilaille juolahtanut mieleen mitään, miten opittu asia näkyy arjessa. Havaitsimme, että oppilaat olivat tottuneet tekemään töitä opettajajohtoisesti hiljaisessa luokassa, joten monille ryhmässä työskentely ja kaikkien ryhmien omasta suunnittelusta ja jutustelusta syntyvä ääni oli selvästi liikaa. Opettajan näyttämiä demonstraatioita kaikki hiljentyivät kuuntelemaan ja tekivät siistejä vihkomuistiinpanoja. Ryhmissä työskennellessä muistiinpanojen teko taas ei sujunut.


Teeman toteutus, koejärjestely ja tutkimukset


Tavoitteena oli tutustuttaa oppilaat tutkivan oppimisen käytäntöihin, halusimme erityisesti harjoitella oppilaiden kanssa raportointia. Aluksi käsittelimme raportointia yhdessä, demoamalla luokan edessä tutkimuksen tekoa, niin että välineet olivat ainoastaan meillä. Tarkoituksena oli testata eri materiaalien magneettisuutta. Oppilaat saivat itse valita erilaisista materiaaleista (kumi, kestomagneetti, klemmari, jalometallikoru,...) tutkimuksen välineet. Tämän jälkeen kirjoitimme raporttia yhdessä, tällä pyrimme varmistamaan sen, että raportointi ei jäisi epäselväksi. Raportti koostui seuraavista vaiheista:
  1. Mikä tutkimus on?
  2. Hypoteesi
  3. Kokeen toteuttaminen
  4. Mitä tapahtui? Miksi tapahtui? Toteutuiko hypoteesi


Seuraavaksi toteutimme kiertävän pistetyöskentelyn, joka koostui kolmesta tutkimuksesta. Tutkimukset käsittelivät magnetismia.


Pistetyöskentelyn pisteet:

  1. Rautajauhe
  • Tarvikkeina rautajauhetta, magneetti ja valkoinen laatikko
  • Mitä tehdään: keskustellaan: Mitä luulette, että tapahtuu kun magneetti laitetaan rautajauheastiaan? Ennustetaan ja toteutetaan. Keskustellaan siitä, että miksi näin kävi. Piirretään kuva vihkoon. Voidaan kokeilla myös magneetin asettamista eri tavoilla astiaan. Raportoidaan.
  • Kuinka toteutui: Oppilaat ennustivat, että rautajauhe tarttuu magneettiin. Oppilaat eivät osanneet ennustaa rautajauheen muodostamaa kuviota.
2. Magneetin tekeminen
  • Tarvikkeet: kaksi sukkapuikkoa, rautanauloja, klemmareita ja kestomagneetti
  • Mitä tehdään: Keskustelimme aluksi magneeteista ja niiden ominaisuuksista. Mietimme, minkälaisen kokeen voisimme toteuttaa tarvikkeista. Oivaltamisen jälkeen teimme kestomagneetin avulla rautanaulasta magneetin, keskustellaan yhdessä siitä, että miten ja miksi näin tapahtui. Testaillaan myös kestomagneetin ja magneetin eroja klemmareiden avulla. Raportoidaan tulokset.
  • Kuinka toteutui: Huomasimme pian lasten kanssa, että sukkapuikosta ei tullutkaan magneettinen, sillä se oli alumiinista valmistettu. Meillä oli kuitenkin käytössä rautanauloja, joista saimme magneettisia. Tämän avulla pääsimme hyvin keskustelemaan siitä, miten eri materiaalit vaikuttavat magneettisuuteen. Piirsimme vihkoon kuvia havainnollistamisen apuvälineeksi.
3. Käämipiste
  • Tarvikkeet: paristo, kaksi johdinta, rautanaula ja klemmareita.
  • Mitä tehdään: Keskustellaan oppilaiden kanssa siitä, mitä näillä välineillä voitaisiin tehdä ja kuinka nämä voisivat liittyä päivän aiheeseen eli magnetismiin. Keksitään koe, esitetään hypoteesi. Oleellista on huolehtia, etteivät oppilaat tee virheellisiä kokeita j aiheuta esim. oikosulkuja, joiden seurauksena voisivat satuttaa itseään. Oppilaat tekivät yhdessä sovitun ohjeistuksen mukaan välineillä käämin avulla sähkömagneetin rautanaulasta. Raportoidaan.
  • Kuinka toteutui: Oppilaat ehdottivat lähes heti, että välineillä voi varmaankin tehdä magneetin. Aloimme pohtia heidän kanssaan sitä, kuinka. Oppilaat ehdottivat, että liitetään rautanaula osaksi virtapiiriä, mutta totesimme yhdessä aiemman tiedon pohjalta tämän johtavan oikosulkuun. Oppilaat ymmärsivät, että johtimessa kulkeva virta voi luoda ympärilleen magneettikentän ja kieputtamalla johtimen rautanaulan ympärille voidaan luoda magneettinen (mutta ei sähköinen) naula. Oppilaat kirjoittivat hypoteesit ja pääsivät toteuttamaan koettaan. Tämän jälkeen huolehdimme yhdessä, että kaikkien raportteihin tuli kaikki oleelliset asiat, eikä vain “Tuli magneetti”.


Tämän jälkeen keskustelimme vielä koko luokan kanssa yhdessä tutkimuksista ja kokosimme keskustellen havaintojamme yhteen. Keskustelimme myös rautajauhe-pisteellä syntyneestä rautajauheen muodostamasta kuviosta ja siitä, että maapallolla on vastaava kuvio, sen synnystä ja vaikutuksesta sekä sen mahdollistamasta kompassista.


Suunnittelimme lisäksi Haluatko tiedemieheksi tietovisan ja N, S- kohtio hipan.


Johtopäätökset
Ensimmäisellä tuplatunnilla tämän ryhmän kanssa huomasimme, että tutkivan oppimisen prosessi ei ollut oppilaille tarpeeksi tuttu, jotta olisimme voineet toteuttaa mahdollisimman oppilaslähtöistä toimintaa. Tämän takia valitsimme oppilaille valmiit kokeet magnetismi-tunnille, ja keskityimme enemmän raportoinnin harjoittelemiseen sekä tekemällä oppimiseen. Huomasimme rasteilla, että oppilaiden keskittyminen ohjattuun toimintaan oli vaihtelevaa. Osa ryhmistä tarttui innolla toimeen, mutta osalle oppilaista tutumpi oppimismetodi oli hiljaa työskentely oppikirjan parissa. Jälkeenpäin ajateltuna olisi ollut viisaampaa toteuttaa prosessi päinvastoin, ensimmäinen tuplatunti ohjatumpaa tutkivaa oppimista ja toinen kaksoistunti vapaampaa, oppilaslähtöisempää aktiviteettia.
Opimme myös paljon ajankäytöstä, ensimmäisellä kaksoistunnilla oppilaat saivatkin omat tutkimuksensa toteutettua suunniteltua nopeammin, joten improvisointitaidot tulivat tarpeeseen. Jälkimmäinen kaksoistunti taas sujui tempoltaan hitaammin, joten yksi kertaava osuus (Haluatko Tiedemieheksi? -tietovisa) jäi pidettäväksi luokan omalle opettajalle myöhemmin. Ohjatumpi toiminta vei hieman yllättäen enemmän aikaa, mutta se johtui ehkä siitä, että kiinnitimme raportointiin enemmän huomiota, jotta kaikille tuli vihkoon asialliset merkinnät tutkimuksista.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti