Kokeellisen työskentelyn opiskelu ja arviointi voivat edetä hierarkkisesti. Ensimmäisellä tasolla ovat tunnistamisen ja tekemisen taidot, jotka liittyvät esimerkiksi kemiallisten merkkien, laboratorioturvallisuuden ja välineiden tuntemiseen ja käyttöön. Seuraavalla tasolla ovat havaintojen ja mittausten tekemisen taidot, ohjeen mukaan työskentely sekä tulosten esittäminen. Vaativimmalla tasolla kokeellisessa työskentelyssä edellytetään tutkimuksen suunnittelua, itsenäistä toteutusta, käsitteiden käyttämistä, tulosten kriittistä arviointia ja soveltamista.
Kemian opetuksen tueksi
Koulutus ja tutkinnot
Perusopetus
Kemia
Täältä löydät tukea kemian perusopetuksen vuosiluokille 7–9.
Luova ajattelu kehittyy myös luonnontieteiden opiskelussa. Luovuudella tarkoitetaan tässä kykyä tuottaa uusia ideoita tai menetelmiä, jotka ovat sekä omaperäisiä että käytännöllisiä ja toimivia. Luovuus edellyttää alaan liittyvää tietoa, kykyä muistaa ja yhdistellä asioita sekä kykyä nähdä asioita erilaisesta ja jopa kriittisestä näkökulmasta. Luovuus edellyttää myös taitoa ja halua oppia edeltäjiltään, mutta olla myös vapaa heihin nähden.
Makrotaso on silmillä nähtävä taso, esimerkiksi väriä vaihtava kemiallinen reaktio. Submikrotaso on atomitasolla tapahtuva esimerkiksi partikkelien yhteentörmäys ja uusien sidosten muodostaminen. Symbolinen taso on kirjoitettu taso, esimerkiksi alkuaineiden kemialliset merkit ja reaktioyhtälöt.
Ilmiöitä ja asioita selitetään usein mallien avulla. Ne ovat yksinkertaistuksia tutkittavista kohteista ja niitä käytetään, jotta tutkimuskohteita saadaan kuvattua ymmärrettävästi. Mallit voivat olla myös kuvia tai piirroksia, jotka kertovat tutkimuskohteesta vain olennaiset asiat. Mallit eivät ole pysyviä, vaan ne muuntuvat ja tarkentuvat, kun tutkittavasta ilmiöstä saadaan lisää tietoa. Kartat, aurinkokuntamalli, veden kiertokulku, kytkentäkaaviot ja tasainen liike ovat esimerkkejä malleista. Ilmiöitä mallinnetaan myös graafisten esitysten ja kaavioiden avulla.
Oppimiskokonaisuuksia kuvataan luvussa opetussuunnitelman perusteiden luvussa 4.4. Kemialla on yhtymäkohtia lähes kaikkien oppiaineiden kanssa esimerkiksi matematiikka, matemaattinen mallintaminen; biologia, luonnonilmiöiden tutkiminen sekä havaintojen ja tulosten kirjaaminen; maantieto, maankuoren rakenne ja siitä saatavat metallit; kielet, alkuaineiden kirjaintunnukset; historia, keksijät, keksinnöt ja tapahtumat, jotka ovat edistäneet kemian kehitystä; yhteiskuntaoppi, kuluttajataidot; uskonto, uskontojen vaikutukset tieteiden kehittymiseen eri aikakausina sekä taide- ja taitoaineet, tietojen soveltaminen.
Monilukutaito tarkoittaa yleisesti erilaisten tekstien tulkitsemisen, tuottamisen ja arvottamisen taitoja. Tekstit voivat olla sanallisia, kuvallisia, auditiivisia, numeerisia ja kinesteettisiä sisältäen käsitteitä, teorioita ja lakeja. Tekstit voivat olla esimerkiksi erilaisia lyhenteitä, merkkejä, matemaattisia lausekkeita, graafisia esityksiä, erilaisia ilmiöitä kuvaavia malleja, simulaatioita, piirroksia tai eleitä. Oppilaan monilukutaidon kehittyessä hän oivaltaa, miten tekstien sisältämää tietoa tulkitaan ja millaisia merkityksiä niillä rakennetaan ja miten erilaisia viestintätapoja käytetään.
Simulaatiot ovat vuorovaikutteisia, todellisuutta jäljitteleviä sähköisiä sovelluksia. Internetistä löytyy lukuisia simulaatioita kemian ilmiöiden tutkimiseen ja havainnollistamiseen. Simulaatioiden avulla voidaan mallintaa ja visualisoida kemian ilmiöitä aineen rakenneosien mittakaavassa, koska kemian opiskelussa on olennaista oppia ymmärtämään, miten aistein havaittavat ilmiöt johtuvat aistien ulottumattomissa olevassa atomien ja yhdisteiden maailmassa tapahtuvista ilmiöistä. Simulaatioita voidaan käyttää myös opitun asian ymmärtämisen varmistamiseksi.
Tutkimus on suljettu tai avoin riippuen, paljonko tutkimuksen tekemisen vaiheita ohjataan. Avoimuutta voidaan lisätä työskentelyn edetessä. Myös täysin avoin tutkimus edellyttää opettajan ohjausta.
| Tutkimuksen avoimuus | Tutkittava ongelma | Tarvittava materiaali | Ohjeet | Tuotoksen muotoilu |
|---|---|---|---|---|
| 0 | Annettu | Annettu | Annettu | Annettu |
| 1 | Annettu | Annettu | Annettu | Avoin |
| 2A | Annettu | Annettu tai osittain avoin | Annettu tai osittain avoin | |
| 2B | Annettu | Avoin | Avoin | Avoin |
| 3 | Avoin | Avoin | Avoin | Avoin |
Teknologialla tarkoitetaan tässä sitä osaa maailmasta, jonka ihminen on rakentanut omiin tarpeisiinsa. Ihminen myös rakentaa ja kehittää maailmaa teknologian avulla. Teknologia hyödyntää luonnonlakeja ja -ilmiöitä. Se on poikkitieteellistä. Siinä yhdistyvät mm. luonnontieteet, kädentaidot, design ja taide. Keskeistä siinä ovat luovuus ja ongelmanratkaisu sekä tarkoituksenmukaisuus ja toimivuus. Opetuksessa teknologian kehittämistä tarkastellaan kestävän kehityksen, vastuullisuuden ja luonnon ehdoilla toimimisen näkökulmista.
Opetussuunnitelman tavoitteessa T8 kemian soveltamista teknologiassa on muun muassa käyttötarkoitukseen sopivan materiaalin valitseminen. Esimerkiksi metallihaarukka ja muovimuki ovat tarpeeseen kehitettyjä ratkaisuja.
Tieto- ja viestintäteknologian käyttö tutkimuksissa
Tieto- ja viestintäteknologian käyttäminen tutkimuksissa on osa nykyaikaista kemian opetusta. Tutkimusaineistoa voidaan taltioida myös kuvina ja videoina. Tietokonepohjaisella mittausjärjestelmällä voi korvata perinteisiä välineitä. Koulukäyttöön sopiva järjestelmä on yleensä yleiskäyttöinen, ja antureita käytetään myös muissa luonnontieteissä. Opetuksessa opittavan ilmiön itsensä tulee kuitenkin säilyä pääroolissa.
Kemikaaliturvallisuus koulussa
Matemaattisten aineiden opettajien liitto MAOL ry:n hankkeessa tuotettiin kaikille avoin kemikaalivaraston vastuuhenkilön opas, josta löytyy tietoa mm. kemikaalien merkinnöistä, säilyttämisestä, työturvallisuudesta sekä erilaisten liuosten valmistuksesta.