Matemaattiset aineet

Eero Ijäs, fysiikka, Oulun normaalikoulu



Yksi kokemus iPadin käytöstä lukion fysiikan opetuksessa

Luonnontieteellisten aineiden opiskeluun kuuluvat oleellisena osana käytännön oppilastyöt, jopa niiden suunnittelu ja suorittaminen. Fysiikan tunnilla tabletti- tietokoneiden käytön rajoituksia ovat vielä joustavan ja helpon matemaattisten laskutoimitusten tekemiseen vaadittava ohjelmisto. Ipadin tapauksessa koulussamme ei ole riittävästi mittausantureita, jotta tabletti- tietokonetta voisi laajamittaisesti hyödyntää jokapäiväisissä oppilastöissä.
Siksi viime keväänä lämpö- kurssin alussa jouduin miettimään järkevää käyttöä iPadeille. Mittausantureita koko ryhmälle ei ollut, joten päätin toteuttaa perinteisen projektin kurssin aiheesta. Applen tabletissa on hyvät ohjelmistot tekstin ja kuvan tuottamiseen ja tallentamiseen, joten sorvasin vanhasta peruskoulun projektiohjeesta version, jossa piti kotoa valita lämpöä hyödyntävä kone. Tälle koneelle piti suunnitella ja toteuttaa mittaus, ja dokumentoida se esim. kuvallisin keinoin. Lopuksi oppilaan tuli kirjoittaa raportti, jossa esiteltiin laite ja tehdyt kokeet sekä analysoida saadut tulokset. Huomasin, että oppilaiden luovuus pääsi oikeuksiinsa ja yllättävän monipuolisia kokeita keksittiin. Tarkoitus ei ollut kuitenkaan arvioida kokeen omaperäisyyttä, vaan toteutusta: täyttikö suunnittelu ja toteutus luonnontieteellisen kokeen vaatimukset. Ja saatiinko tuloksille järkevä selitys. Projektin osa-alueet oli jyvitetty ja lopullinen arvosana määräytyi näiden summana. Projekti vaikutti lopulliseen kurssiarvosanaan 30 %. Lisäksi oppilaiden tuli tutustua ja kommentoida muiden raportteja.

Kevään 2014 oppilaiden valitsemia laitteita olivat mm. kahvinkeitin (Keittimen lämpökapasiteetin kokeellinen määrittäminen), leivänpaahdin (Miten leipä paahtuu eri lämpöasetuksissa?),pakastin (Kuinka kauan kestää kaapin lämpötilan muutos -18 asteesta -9 asteeseen? -sähkökatkon varalta.), vedenkeitin (Kuinka kauan kestää keittää yksi litra vettä kiehuvaksi? Vertailu induktiolieden lämmitysaikaan),jääkaappi (miksi jääkaapin valot sammuvat, kun kaapin oven sulkee?). Koska projektin toteutus tapahtui kurssi loppupuolella, oppilaat eivät kurssin aikana ehtineet tutustua ja kommentoida toisten tekemiä töitä, joten se opetuksellinen osa jäi pois. Opettajan moka- tosin korjattavissa seuraavana vuonna.

Tämän kevään vastaavalla kurssilla ajoitus oli parempi, joten kommentointi saatiin suoritettua ajoissa ja se oli jopa osana projektin arviointia. Ohje oli parannettu versio viime kevään kurssilta. Kotoa löytyvistä lämpöä hyödyntävistä koneista oppilaat valitsivat mm. paistinpannun (Kummassa pannussa vesi lämpenee nopeammin valkopintaisessa vai mustapintaisessa, entä jäähtyy?), painekattilan (Kuinka nopeasti painekattila keittää perunat normaaliin kattilaan verrattuna?),hiustenkuivaajan (Voiko hiustenkuivaajaa käyttää ruuan lämmitykseen?),mikroaaltouunin (Vaikuttaako astian paikka mikroaaltouunissa sen loppulämpötilaan?),kahvinkeittimen (Mikä on keittimen teho?- vertailu valmistajan ilmoittamaan),jääkaapin (Onko eri jääkaappien jäähdytyskyvyssä eroja, 3 kaapin vertailututkimus), laavalampun (40 W:n laavalampun glitterin nousunopeus öljyssä), leivänpaahtimen (Mikä on optimaalisin leivänpaahtoaika?) ja maalämpöpumpun (Maalämpöpumpun maapiirissä kulkevan lämmönkeruunesteen lämpötilan muutokset eri virtaamilla.)

Tämän vuoden ryhmä oli hiukan suurempi kuin edellinen. Myös projektin aihevalinnat tukivat paremmin sitä ratkaisua, jossa jätin loppukurssin lämpövoimakoneet ja niiden toiminnan voimakkaammin itseopiskelun varaan.




Eero Ijäs, fysiikka, Oulun normaalikoulu
Esimerkki sähköisestä koetehtävästä

Syksyn 2014 fysiikan 8. kurssilla kokeilimme opetusharjoittelijoiden Markku Rousun ja Anu Tuomelan kanssa sähköistä koetehtävää. Sitä varten Anu kuvasi videon, joka ladattiin google.docs- tiedostona verkkoon oppilaiden tutkittavaksi. Samalla ohjesivulla oli lyhyt kuvaus tulevasta demosta (kokeet 1-5) ja lomake, jossa kysyttiin vastaajan nimi ja pyydettiin vastausta 6: een kysymykseen. Koetehtävän pystyy katsomaan ja ratkaisemaan millä tahansa laitteella, mutta meidän kokeessa se tehtiin koulun miniPadeillä. Näin saimme kokemuksia mm. siitä, kuinka paljon aikaa tehtävän laatiminen vie, kuinka paljon on varattava aikaa esittämiseen ja vastaamiseen. Jotakin tällaista voisi olla sähköinen ylioppilastehtävä.

Demonstraation aiheeksi valitsimme valosähköisen ilmiön. Perinteisessä kouludemossa elektrometriin kytketty sinkkilevy varataan negatiivisesti ja varaus puretaan UV -valolla. Videoleikkeessä Markku suoritti sinkkilevyn varaamisen ja kohdisti taskulampun valon varattuun Zn -levyyn (koe1). Sitten taskulamppu vaihdettiin He- Ne- laserin monokromaattiseen valoon ja toistettiin koe (koe 2). Koe 3 :ssa UV- valo suunnattiin laitteiston viisariin suoraan (ei Zn- levyyn). Vaiheessa 4 UV-valo kohdistettiin kyllä Zn -levyyn, mutta väliin asetettiin lasilevy. Lopuksi UV -valo osui suoraan varattuun Zn -levyyn, ja videolla näkyi varauksen purkautuminen. Siis perinteinen kouludemonstraatio - paitsi, että se toteutettiin hiljaisena demonstraationa. Anu kuvasi videon siten, että opettajasta näkyi käytännössä vain kädet. Videolla eri kokeet oli eroteltu numerokylteillä, jotka Markku taitavasti veti esille ennen seuraavan kokeen suoritusta.

Koetehtävän kysymyksillä yritettiin saada oppilas kertomaan, mitä kokeissa tapahtui? Myöskin testattiin sitä, mikä ero eri kokeilla oli ja mistä syystä? Lisäksi kysyttiin lasilevyn merkitystä kokeen onnistumisen kannalta? Teoreettisempi kysymys oli, miten irtoavien elektronien lukumäärään voitaisiin vaikuttaa? Entä irtoavien elektronien maksimi-kineettiseen energiaan?

Sähköinen tehtävä tehtiin kurssin loppupuolella ennen varsinaista koeviikkoa, erään oppitunnin alussa. Tähän oli varattu aikaa 30 minuuttia, josta esitys vei vajaan 5 minuuttia. Tosin oppilaalla oli mahdollisuus katsoa video niin monta kertaa kuin halusi. Kysymyksiä oli kuusi, arviointi oli 1 piste/kysymys, maksimipistemäärä oli 6. Lisäksi kysyttiin oppilaspalautetta.

Kokeilijat olivat tyytyväisiä työn tuloksiin: käytännön toteutus onnistui erinomaisesti (hyvä suunnittelu ja suunniteltu toteutus).Oppilaat kertoivat yllättävän paljon havainnoistaan ja osasivat asiat pääsääntöisesti hyvin. Ryhmä oli pieni, vain 13 oppilasta, joten toteutuksesta jäi ehkä vähän liiankin ruusuinen kuva. Lisäksi oppilaat tiesivät etukäteen, mistä ilmiöstä tulee olemaan kyse. Yhdellä oppilaalla tekniikka petti ja hän joutui vastaamaan paperille. Oppilaiden positiiviseen palautteeseen saattoi vaikuttaa myös se, että aiemmin oli sovittu, ettei valosähköistä ilmiötä kysytä enää kurssikokeessa.



Nimi ja oppiaine: Eija Kumpulainen, matematiikka, Oulun normaalikoulu


1. YLEISTIEDOT
Hyvän käytännön nimi: Flipped Classroom -pedagogiikka lukion matematiikassa Opetustv:n avulla
Tiivistelmä: Lukion lyhyen matematiikan toinen eli geometrian kurssi opiskeltiin Flipped Classroom -pedagogiikalla käyttäen apuna Opetustv:ssä olevia valmiita opetusvideoita ja iPad- tablettitietokoneita.

2. LUOKITTELUT
Kohderyhmä: Lukion lyhyen matematiikan kurssi MAB2

3. KUVAUS
Menetelmän kuvaus: 
Ensin tein GoogleDrive-kansion, jonka jaoin kaikille ryhmän opiskelijoille.  Siellä oli kurssisuunnitelma, linkit kotitehtävinä katsottaviin opetusvideoihin, varsinaiset kotitehtävät,  kuvat Smartboardille / tavalliselle liitutaululle tehdyistä muistiinpanoista ja laskuista. Näitä lisäsin sinne pitkin kurssia.
Käytettävät opetusvideot löytyivät suoraan Opetustv:stä. Ne olivat pääsääntöisesti oikein hyviä. Opiskelijat katsoivat kotona opetusvideot, jotka olivat muutaman minuutin mittaisia. Joskus videoita oli yksi, joskus kolmekin. Käytin myös eriyttävänä materiaalina muitakin YouTubesta löytyviä opetusmateriaaleja. Kotona saattoi olla myös muutama oppikirjan tehtävä, alkupään helppoja tehtäviä.
Oppitunnin alussa varmistin asia oppimisen kyselemällä ja antamalla opiskelijoiden kysyä epäselviä asioita. Joskus laskettiin vaativampi esimerkki taululle. Pääsääntöisesti kuitenkin oppitunnit käytettiin tehtävien laskemiseen. Opiskelijat toimivat 2-4 hengen ryhmissä, ja kannustin heitä pohtimaan asioita yhdessä. Jonkin verran käytettiin myös GeoGebra-ohjelmaa.
Kurssin aikana oli kaksi pienempää testiä ja koeviikon koe normaalisti. Myöskin kotitehtävien tekeminen ja tuntityöskentely vaikuttivat kurssiarvosanat.
4. MENETELMÄN SOVELTAMINEN
Käyttötarkoitus: Koko kurssi MAB2 opiskeltiin tällä tavalla.
Tarvittavat resurssit: Tietokone, näillä ykkösillä oli kaikilla iPad.
Sovellettaessa otettava huomioon: Kotona katsottaviin videoiden merkitys täytyi tehdä selväksi.


 


Nimi ja oppiaine: Marko Telenius (TNK), +CH1.2
1.YLEISTIEDOT
Hyvän käytännön nimi:  Moodle kurssialustana
Tiivistelmä:  Moodlea käytetään kurssimateriaalien jakamiseen, tehtävien tekemiseen/palauttamiseen ja pikkutestien pitämiseen.
2. LUOKITTELUT
Kohderyhmä: Lukion ykköset, kakkoset ja kolmoset ja oppiaineeksi soveltuu lähes mikä tahansa aine; reaaliaineet ehkä muita paremmin
3. KUVAUS
Menetelmän kuvaus:  Lukiolaiset kirjautuvat oppitunnin aluksi Moodleen. Kotitehtävät tarkistetaan joko perinteisesti pyytämällä oppilaita tulemaan taululle tai sitten jakamalla opettajan laatimia mallivastauksia Moodlen välityksellä. Varsinkin laajempien kotitehtävien kohdalla on ollut hyvä, että vastauksen on voinut ladata ennen tuntia Moodleen ja sitten tunnin aluksi tästä keskustellaan. Muutamalla kerralla on kysytty oppilailta kotitehtävien tekemisestä ja vaativuudesta.
Kaikki tunnilla esitettävät materiaalit (powerpointit, kuvat, taulukot ja word-tehtävät) on ladattu Moodleen edellisenä päivänä ja oppilaita on kehotettu lukemaan nämä ennen tuntia, jolloin tunnilla voidaan alkaa keskustella ja syventää aihetta. Oppilaiden on täytynyt toisinaan ladata omat ratkaisunsa tunneilta, kuten työraportit, Moodleen. Lisätehtävien ja niiden vastausten jakaminen on myös ollut käytössä.
Läksynkuulustelut ja lähtötasotestit sujuivat tämän avulla helposti.
Käytännön kokemuksia: Menetelmä oli helppo oppia nopeasti ja oppilaille jo entuudestaan tuttu. Oppilaat pitivät varsinkin siitä, että vastaukset ja materiaalit tulevat nopeasti Moodleen, jolloin heillä on käytössä runsaasti itsenäistä opiskelua tukevaa välineistöä. Monet lukion opettajat varmasti käyttävät jo tätä.
4. MENETELMÄN SOVELTAMINEN
Käyttötarkoitus: Kaikki lukion opettajat voivat hyödyntää tätä.
Tarvittavat resurssit: Oppilailla on oltava omat koneet, tunnukset ja internetyhteys ja koululla on oltava maksullinen Moodle-lisenssi. Opettajan on pyydettävä Moodlen ylläpidolta lupa perustaa kurssialue.
Sovellettaessa otettava huomioon: Varsinkin uusien tai ei-vakituisten opettajien on huomioitava, että Moodle-lisenssi on koulukohtainen. eikä läheskään kaikilla kouluilla ole Moodlea käytössä.
5. LINKIT JA LIITTEET
Linkit https://moodle2.utu.fi/?lang=en



Nimi ja oppiaine: Aki Järvinen (TNK), matematiikka
1.YLEISTIEDOT
Hyvän käytännön nimi:  Sähköinen kotitehtäväseuranta
Tiivistelmä:  Luodaan Google-dokumenttien avulla yhteiskäyttöinen taulukko, jota täyttävät sekä opettaja (mitä kotitehtäviä tuli) ja opiskelijat (mitkä tehtävät on tehty).
2. LUOKITTELUT
Kohderyhmä: Kaikki
3. KUVAUS
Menetelmän kuvaus:  Kurssin alussa opiskelijat saavat linkin kotitehtäväseurantaan. Ennen jokaisen tunnin alkua opiskelija käy merkitsemässä taulukkoon, mitkä kotitehtävät hän on tehnyt.
Käytännön kokemuksia:  Opiskelijat omaksuvat merkitsemisen nopeasti. Olen kannustanut kotitehtävien tekemiseen antamalla tehdyistä tehtävistä arvosanan, jonka vaikutus on ollut  10 % -20 %kurssiarvosanasta.
4. MENETELMÄN SOVELTAMINEN
Käyttötarkoitus: Tunnin alussa opettaja näkee, mitkä tehtävät ovat tuottaneet vaikeuksia ja voi muokata oppituntiaan sen mukaisesti. Taulukon avulla voi myös seurata kotitehtävien tekemistä järjestelmällisesti ja pitkällä aikavälillä.
Tarvittavat resurssit: Google-tili
Sovellettaessa otettava huomioon: Olen kopioinut ja tyhjentänyt yhteiskäyttöisen taulukon tiedot omalle koneelleni säännöllisesti, jotta tietoja ei jälkikäteen muokattaisi. Tällöin myös muut opiskelijat eivät voi seurata tarpeettomasti toistensa tekemisiä.
5. LINKIT JA LIITTEET
www.google.fi
www.google.com/google-d-s/intl/fi/tour1.html (opastus Google-dokumentteihin)




Nimi ja oppiaine: Johanna Keskitalo (TNK), matematiikka
1.YLEISTIEDOT
Hyvän käytännön nimi:  Kyselyt ja testit Edmodolla
Tiivistelmä:  Edmodolla voi laatia testejä, joissa erilaisia avoimia kysymyksiä, yhdistelytehtäviä, oikein-väärin-väittämiä jne.  Myös koetehtävän voi toteuttaa tunnilla. Kyselyssä esimerkiksi tieto, miten lukiolaiset tehneet kotitehtävät, miltä kotitehtävät tuntuneet jne. Kyselyn laatiminen mahdollista esimerkiksi kesken tunnin, nopeasti.
2. LUOKITTELUT
Kohderyhmä: Sopii kaikille ja myös muihin aineisiin. Vaatii sähköpostiosoitteen käyttäjiltä.
3. KUVAUS
Menetelmän kuvaus:  Tunnin alkaessa läppäri esille. Ensin Edmodossa näkyy kysely (Poll) kotitehtävien teosta. ”Kuinka monta kotitehtävistä sait tehtyä.” ”Olivatko kotitehtävät sopiva/vaikean/helpon tasoisia”. Myös mahdollisuus tarkempiin tehtäväkohtaisiin kyselyihin.  Sitten oppilaat avaavat testin Edmodosta. Ohjelmaan voi määrätä ratkaisun näkymään testin teon jälkeen oppilaalle ja ohjelma antaa pisteet. Myös kysymysten ja vastausvaihtoehtojen sekoitus ja testin ajan voi rajata. Tätä voi käyttää myös oppitunnilla tehtävänä koetehtävänä, joka on osa tulevaa koetta.
Matematiikkaa pystyy kirjoittamaan Edmodossa LaTeX-koodin avulla, jolloin latomisesta siistiä ja kaavat näkyvät oikein.
Käytännön kokemuksia:  Oppilaat tykkäsivät äänestyksistä, kun saivat antaa palautetta kotitehtävien määrästä. Opettaja pystyy spontaanisti laittamaan Edmodoon kysymyksiä Poll-toiminnolla ja kysely näkyy oppilaan kyseisen kurssin etusivulla. Testin teko Edmodolla ei vie aikaa paljonkaan, jos netti toimii ja tietokone ei kaadu tai ole unohtunut kotiin. Monipuoliset tehtävämahdollisuudet Edmodossa ja tehtäviä voi muokata jälkikäteenkin helposti. Erityisen hyvää on opettajan mahdollisuus katsoa testiä oppilaan näkymästä Preview-toiminnolla. Myös kysymysten tulostus omaan sivuun ja pisteyhteenveto sekä sektoridiagrammi jokaisen tehtävän osaamisesta opettajalle.
4. MENETELMÄN SOVELTAMINEN
Käyttötarkoitus: Sovellusta voi hyödyntää aiheiden kertaamiseen, nopeisiin kyselyihin, sähköisenä kokeena, testitarkoituksessa tai vain läksynkuulustelussa. Testissä mahdollisuus välittömään palautteeseen, eikä opettaja joudu korjaamaan testejä käsin.
Tarvittavat resurssit: Oppilas rekisteröityy sähköpostilla tietokoneellaan Edmodoon.
Sovellettaessa otettava huomioon:  Edmodo ilmainen ohjelma kouluihin kurssien alustoiksi. Kehitetty vain koulukäyttöön ja kehitys jatkuu koko ajan. Myös paljon muita toimintoja Edmodossa.
5. LINKIT JA LIITTEET
www.edmodo.com
Ari Heinon laatimia ohjeita: http://goo.gl/2j2XuH
Johanna Keskitalon pitämä koulutus Edmodosta (ja Socrativesta):  http://goo.gl/lv9pVZ




Nimi ja oppiaine: Elina Mantere, matematiikka, Helsingin normaalilyseo
1. YLEISTIEDOT
Hyvän käytännön nimi
Käänteisen luokkahuoneen käyttö lukion pitkän matematiikan opiskelussa
(Flipped classroom)
Tiivistelmä
Lukion pitkän matematiikan kurssi MAA 4 Analyyttinen geometria opiskeltiin käyttäen hyväksi käänteistä luokkahuonetta. Opiskelijat opiskelivat perusteorian kotona, jolloin tunnilla voitiin keskittyä aiheen syventämiseen. Kaikilla kurssin opiskelijoilla oli käytössään omat kannettavat tietokoneet.
2. LUOKITTELU
Kohderyhmä
Lukion pitkän matematiikan MAA 4 Analyyttinen geometria –kurssin opiskelijat.
Teemat
Käytäntö sopii mielestäni erityisesti sellaisten teemojen käsittelyyn, joista opiskelijoilla on mahdollisesti jo jotain pohjaa aiemmilta kursseilta tai peruskoulusta.
3. KUVAUS
Menetelmän kuvaus
Kurssin aikana käytin hyväkseni Edu2.0–oppimisympäristöä, jonka kautta jaoin kaiken kurssiin liittyvän materiaalin. Kotitehtävänä olleet opetusvideot ja tutkimustehtävät löytyivät aina oppitunnin jälkeen kurssin omalta sivulta. Videoiden ja tutkimustehtävien lisäksi kehotin opiskelijoita tekemään kotona myös oppikirjan alkupään helppoja tehtäviä. Laitoin kurssin sivuille myös oppitunneilla yhdessä käytyjen oppikirjan tehtävien ratkaisuja sekä yhteisiä esimerkkejä.

Oppitunnin alussa keskustelimme läksynä olleesta teoriasta. Jos opiskelijoilla oli herännyt kysymyksiä, kävimme niitä yhdessä läpi taululla. Joskus otin muutaman opiskelijan pienryhmään kanssani, jos suurin osa ryhmästä oli päässyt jo aiheessa eteenpäin. Suurin osa oppituntien ajasta käytettiin laskemiseen, mutta kävimme yhdessä läpi myös hieman vaikeampia esimerkkejä tai kysymyksiä herättäneitä oppikirjan tehtäviä. Joskus opiskelijat halusivat katsella opetusvideoita itsekseen myös oppituntien aikana.

Suurimman osan opetusvideoista tein itse. Käytin videoiden tekemiseen Movenote ja Explain Everything -ohjelmia. Tämän lisäksi käytössäni oli kollegani älykynällä tekemiä videoita sekä Opetustv:n materiaalia. Opetusvideoiden kesto vaihteli muutamasta minuutista kymmeneen minuuttiin. Kurssilla käytettiin ahkerasti myös GeoGebra-ohjelmaa.

Käytännön kokemuksia
Opiskelijoilla meni aluksi hieman aikaa totuttelua uuteen opiskelutyyliin, mutta suurimmaksi osaksi palaute oli positiivista. Yhdessä käytäviä esimerkkejä toivottiin enemmän ja suurimmaksi haasteeksi käänteisen luokkahuoneen käytössä opiskelijat kokivat oman vastuun kantamisen.

Videoiden tekemisessä käyteytyistä ohjelmista käytännöllisimmäksi koin Movenoten käytön, koska sen jakaminen opiskelijoille oli todella yksinkertaista. Opiskelijoidenkin kokemuksen mukaan Movenotella tehdyt videot olivat opiskelun kannalta miellyttävimpiä. Opiskelijat pitivät erityisesti siitä, että Movenotella tehdyt videot olivat keskimäärin ajallisesti lyhempiä ja niissä oli mahdollista opettajan äänen lisäksi seurata myös opettajan kasvoja.

4. MENETELMÄN SOVELTAMINEN
Käyttötarkoitus
Käänteinen luokkahuone soveltuu mielestäni monipuolisesti lukion pitkän ja lyhyen matematiikan opiskeluun ja miksei muidenkin oppiaineiden opiskeluun. Erityisen näppärä menetelmä on sellaisten aiheiden käsittelyssä, jossa opiskelijoilla on jo jotain aiempaa pohjaa aiheesta, jolloin oppitunneilla päästään mahdollisesti tehokkaammin käsiksi aiheen syventämiseen.
Tarvittavat resurssit
Opiskelijoilla olisi hyvä olla käytössään joku laite, jolla opetusvideoita voisi katsoa netistä myös oppitunneilla (esim. tabletti, kannettava tietokone, älypuhelin).
Sovellettaessa otettava huomioon
Opiskelijoille on hyvä painottaa että on tärkeää katsoa läksynä ollut opetusvideo ennen oppituntia. Myös kotona tehtävien perustehtävien tekemiseen opiskelijat toivoivat pienoista pakkoa, jotta ne eivät jäisi tekemättä.
5. LINKIT


Ei kommentteja:

Lähetä kommentti