Veden ominaisuuksien opetusta (3lk.)

Ympäristö- ja luonnontieteen opetuskokonaisuuksiin kuuluu kolmannella luokalla veden kokonaisvaltainen käsittely. Tässä postauksessa keskitymme veden ominaisuuksien opettamiseen eli veteen liukenemisen, veden kannattavuuden, nesteiden tiheyden, veden paineen sekä pintajännityksen käsittelyyn.  Muita osa-alueita veden opintokokonaisuudessa ovat mm. veden vaikutus ympäristöön, olomuodot ja veden kiertokulku. Perustamme postauksen omaan opetukseemme, OPS2016 sekä Jäljillä -oppikirjaan.

Työskentely

Lähdimme tutustumaan aiheeseen neljän erilaisen koeasetelman kautta. Oppilaat jaettiin pieniin ryhmiin, jotta työskentely olisi tiiviimpää. Jokaisella pisteellä työskenneltiin noin viiden minuutin ajan, jonka jälkeen kukin ryhmä siirtyi seuraavalle pisteelle. Jaoimme jokaiselle ryhmälle oman ohjelapun, josta löytyi selkeät ja ytimekkäät ohjeet jokaisen kokeen tekoon ja havainnointiin. Halusimme erityisesti kannustaa heitä kirjaamaan ylös asioita, joita he pitivät merkittävinä seikkoina kokeita tekiessään.

1. Pintajännitys

    Tarvittavat materiaalit: kulho, Fair -pesuaine, pippurisekoitus ja tulitikku

Kokeen toteuttaminen: Pintajännitys on mielestämme melko haastava aihe kolmasluokkalaisille, jonka vuoksi halusimme toteuttaa poikkeuksellisesti tämän kokeen opettajajohtoisesti luokan edestä. Toteutimme tämän ensimmäisenä, jolloin sen oli samalla tarkoitus toimia esimerkkinä oppilaille rauhallisesta kokeen teosta. Aluksi kaadoimme kulhoon vettä, jonka päälle ripottelimme pippureita reippaasti. Tämän jälkeen pesuaineessa pyöräytetyn tulitikun pää kastettiin vedessä, jolloin pippurit kasaantuivat kulhon reunoille. Kokeen tekemisen lomassa tiedustelimme oppilailta heidän arvauksiaan ja havaintojaan eri työvaiheisiin liittyen.

2. Sokerin liuottaminen

Tarvittavat materiaalit: 2 lasia (toisessa kylmää ja toisessa kuumaa vettä) ja 2 sokeripalaa

Kokeen toteuttaminen: Oppilailla oli valmiina kaksi lasia, joista toinen piti sisällään kuumaa ja toinen kylmää vettä. He tiputtivat molempiin laseihin sokeripalan ja havainnoivat sokerien liukenemista liuosta tikulla sekoittaen.

3. Veden paine

    Tarvittavat materiaalit: 2 muovipulloa ja sekuntikello

Kokeen toteuttaminen: Asetimme luokan lavuaarin luokse kyseisen pisteen tarvikkeineen. Molemmat pullot täytettiin vedellä, joista vain toinen tyhjennettiin siten, että sitä puristettiin samalla. Oppilaat ottivat aikaa sekuntikellosta, kuinka kauan pullojen tyhjentyminen kestää puristettaessa ja ei puristettaessa.

4. Veden kannattavuus

Tarvittavat materiaalit: iso kulho, pieniä esineitä, joista osa kelluu ja osa ei esim. tulitikku, korkki, purkka, kolikko, kynä ja sakset

Kokeen toteuttaminen: Pisteellä oli iso kulho, joka oltiin täytetty vedellä. Kulhon ympärille oltiin aseteltu erilaisia esineitä. Oppilaiden tehtävänä oli ensin arvuutella perustellen, mitkä näkyvillä esineistä tulisivat kellumaan heidän oletuksiensa mukaisesti. Tämän jälkeen he laittoivat esineet yksitellen veteen ja merkkasivat tekemiinsä muistiinpanoihin, että mitkä veikkauksista olivat menneet oikein.

5. Erilaisten nesteiden tiheys

Tarvittavat materiaalit: lasi, lusikka, siirappi, vesi, ruokaöljy

Kokeen toteuttaminen: Oppilaat kaatoivat lasin puolilleen vettä, johon he lisäsivät lusikallisen öljyä sekä vettä. Tämän jälkeen he pohtivat yhdessä syitä nesteiden kerrostumiselle ja raportoivat ylös havannoitejaan joko piirtäen tai kirjoittaen.

Eri kokeilla pyrittiin pohjaamaan eri ominaisuuksia. Sokerin liuottamiskokeen kautta on hyvä käydä läpi liukenemista. Yhdistimme liukenemiseen seoksen ja liuoksen erottelun. Pintajännitys ja vedenpaine kertovat itse itsestään, määrittelemme havaintojen perusteella nämä termit. Nesteiden tiheys ja veden kannattavuus taas voi herättää keskustelua enemmänkin, sillä erilaisten materiaalien kelluminen saattaa olla erilaista verrattuna oppilaiden mielessä olleeseen odotettuun lopputulokseen. Käsittelimme tässä esimerkiksi miksi puu kelluu ja voiko metalli kellua, mistä siirryimme Titanicin kellumiseen ja uppoamiseen, joten hieman integroimme jopa historiaa mukaan ;) Sen lisäksi tiheys puhutti, miksi rasva nousee pintaan ja miksi siirappi menee pohjaan. Näin tuli myös dilemma: miten selittää rasvan kemiallisen rakenteen ero siirappiin ja siten kellumiseen? Miten syvälle ilmiössä mennään? Saimme tiedonjanon sillä kertaa yksinkertaisellakin selityksellä, mikä on tiheyden perusidea: siirappi painaa enemmän pienemmässä tilassa, mistä johtuen se on tiheämpää kuin vesi ja rasva.

Työskentelyn purku

Kokeiden tavoitteena oli saada kokeilun ja havainnoinnin kautta kokemuksia veden ominaisuuksista. Havainnoinnin jälkeen on tärkeää purkaa omat kokemukset ja käsitellä “teoriaa” kokeiden takana. Teorian läpikäynti on pedagogisesti hyvin vapaata. Meidän omana työtapana oli keskustella koko luokan kanssa yhdessä tunnin tapahtumista ihmetellen ja kysymyksiä esittäen rohkaisten oppilaita pohtimaan.. Koimme tämän hyväksi tavaksi, koska tavoitteena oli jakaa täsmällistä määrittelyä ilmiöille, mikä vaatii tietolähteen onnistuakseen. Koimme, että keskustelu yhdistettynä taululle heijastettuun PoverPoint -esitysmuotoon tuki hyvin monenlaisia oppijoita ja auttoi heitä yhdistämään teorian kokeissa tapahtuneisiin havaintoihin.

- Maria ja Eelis