Uutta tieto- ja viestintätekniikkaa
matemaattis-luonnontieteellisten aineiden opetukseen
Maija Aksela, prof.
Johannes Pernaa, tutkija
Kemian opettajankoulutusyksikkö
Kemian laitos, HY
23.11.2009 Virtuaaliopetuksen päivät
ESITYKSEN AIHEET
Uudet tuulet Helsingin yliopistossa ja sen matemaattis-luonnon-tieteellisten aineiden opetuksessa sekä opettajankoulutuksessa (Maija Aksela)
Esimerkkejä uuden tvt-tekniikan käytöstä kemian opetuksessa ja opettajankoulutuksessa (Johannes Pernaa)
OPETUSTEKNOLOGIAKESKUS: UUDET TVT-”TUULET” YLIOPISTO-
OPETUKSESSA: Esimerkkejä
SECOND LIFE: Second Life on internetissä toimiva kolmiulotteinen virtuaalimaailma, jossa käyttäjät liikkuvat avatar-hahmoina. Ympäristö mahdollistaa vuorovaikutuksen, videoesitykset ja monenlaisia muita aktiviteetteja. Ympäristö voi sopia erilaisten ryhmäaktiviteettien järjestämiseen (ryhmätyöt, virtuaalikokoukset, pienryhmät, jopa pienet luennot).
TENTTIAKVAARIO: Tenttiakvaario on tila, jossa opiskelija voi käydä tenttimässä haluamanaan ajankohtana tentin. Tilassa on mikro ja tallentava valvontakamera.
OPETUSTEKNOLOGIAKESKUS: UUDET TVT-”TUULET” YLIOPISTO-OPETUKSESSA: Esimerkkejä jatkoa….
PODCAST: äänitallenteiden tuotto ja jakelu VOPLA: verkko-opetuksen laadunhallintaa (mm.
laatukäsikirja ja opettajalle verkkokurssi) SUOMEN VIRTUAALIYLIOPISTOSSA mukana:
esim. Joustavan opinto-oikeuden verkkopalvelu perus- ja jatkotutkinto-opiskelijoille, akateemiset opiskelutaidot ja opintojen suunnittelun välineitä
eLERU: seitsemän LERU (League of European Research Universities) yliopistoa tuottaa yhteistyössä verkko-opetusta (mm. TopScience-luennot, esim. Materials on Nanoscale)
Verkkoseminaarit, Sulautuva opetus -seminaari, julkaisuja ja verkko-opetuskäsikirja
OPETUSTEKNOLOGIAPALKINTO: VIRTUAALIMATEMATIIKKA
Prof. Mika Seppälä, HY: Tieto- ja viestintä-teknologian käyttö mullistaa matematiikan opetuksen. Se mahdollistaa globaalit, aidosti kansainväliset oppimisympäristöt.
WebALTissa opintomateriaaleja ja luentoja jaetaan monikanavaisesti: käytössä ovat pdf-tiedostot, verkkovideot, iPodeissa kuunneltavat äänitiedostot ja RSS-uutissyötteet.
Verkossa toimivat luokkahuoneet: Opettajat ja opiskelijat keskustelevat keskenään chattailemalla. Tehtävälaboratoriot: opiskelijat testaavat oppimistaan.
Lisätietoja: [email protected]
OPETUSTEKNOLOGIAPALKINTO:MUITA ESIMERKKEJÄ
Clinipoint, sähköinen kliinisen hoitoharjoittelun arviointi- ja seurantapalvelu
Akukone yhdistää työelämän opintojen ja opetuksen suunnitteluun
VirMei-hanke eli Virtuaalimeijeri – maitoteknologian prosessirakenteinen oppimisalusta
Pinkka – kohti lajintuntemuksen virtuaalista oppimisympäristöä
Virtuaalimikroskopia opetusvälineenäNettilabra -hanke muita palkittuja: ks. lisää
ESIMERKKEJÄ YLIOPISTO-OPETUKSESTA:MATEMATIIKKA
Kaikki opiskelijat: Tvt -ajokortti Laitoksen kotisivusto uusittu ja se on saatu
opettajien aktiiviin käyttöön: mm. luento-päiväkirjoja.
WebALT:in moodle-versiolla käyttöä: Seppälän Virtuaaliset analyysin perusteet ja Oikkosen Analyysin kurssien Moodle -alustan käyttö luentokurssin "levittämisessä" sulautuvana opetuksena virtuaaliseen keskustelualueelle.
Opiskelijoiden vertaistukea virtuaalisestiLähde: dos. Juha Oikkonen
ESIMERKKEJÄ YLIOPISTO-OPETUKSESTA:
FYSIIKKA
Etäopetus ollut kiinteä osa (vaihtoehtoinen tapa suorittaa) fysiikan opettajankoulutuksen kursseja jo muutaman vuoden
Etäopetusta tarjolla niille, jotka eivät pääse osallistumaan kontaktiopetukseen
Opetus kokonaan verkossa: työkaluina Blackboard/Moodle (ja sen työkalut), CMapTools, internet materiaalipankkina (mm. http://ejournals.helsinki.fi/, ääni- ja videoluennot
Vastuuopettajana FT Veera Kallunki (lähde)Kokeellisuus: mittausautomaatio käytössä
useissa töissä (lähde: FT Ari Hämäläinen)
ESIMERKKEJÄ YLIOPISTO-OPETUKSESTA:
KEMIA
TVT:tä käytetään välineenä kemian opetuksessa silloin kuin se siihen soveltuu (ei itsetarkoitus!)
Sulautuva kemian opetus kaikilla kemian opettajankoulutuksen yhdeksällä kursseilla
Koulutetaan nk. tutkivia kemian opettajia, jotka pystyvät seuraamaan sekä kemian ja kemian opetuksen uusinta tutkimustietoa ja soveltamaan sitä opetuksessaan myös hyödyntäen tvt:tä
Ks. lisää opiskelusta ja opetuksesta kemian opettajankoulutusyksikön sivuilta kemian laitoksella
Jatkuva kemian opettajien tukipalvelu: ks. Kemma Kemianluokka Gadolin: moderni teknologia käytössä Tutkimusta: TVT:n käytöstä kemian opetuksessa
Tietotekniikka kemiassa ja sen opetuksessa
Kokeellisen kemian apuväline
tutkimuksen suunnittelua tutkimuksen valmistelua tutkimista käytännössätutkimustulosten käsittelyä ja analysointiajohtopäätöksien tekemistä tutkimuksen arviointiatutkimustulosten esittämistä
MAHDOLLISUUKSIA TUKEA OPPIMISTA MM. SEURAAVILLA
TAVOILLA
Perusohjelmat: Excel, PowerPoint, Word,Piirtämisohjelmat: ChemDraw, ChemSketchKokeellisuus: mittausautomaatiolaitteetMolekyylimallinnusohjelmatAnimaatiotSimulaatiotKäsitekartatOppimisalustat (mm. Moodle) Internet: verkkojulkaisut, tietokannat, julkaisu,
verkkosivujen tekeminenVideotSosiaalinen media (mm. Youtube)Älytaulut, e-lomake, Wikialustat ym.
ESIMERKKI KEMIAN OPETTAJANKOULUTUS:
UUSIUTUVA ENERGIA JA TUTKIMUKSELLINEN OPISKELU
Tutkimuksellisessa opiskelussa lähdettiin kemian opettajaopiskelijoiden kysymyksistä aiheesta (oppimisalusta käytössä: keskustelu)
Teemoiksi valittiin: biomassa, jätteet ja kierrätys, biopolttoaineet, polttokennot
ja vetytalous sekä niiden opetus Opiskelijat käyttävät aiheiden opiskelun tukena eri
tietolähteitä verkosta ja kirjastosta sekä asiantuntijoitaOpetusaktiviteetit testattiin LUMA - ja teknologia
-viikolla kouluissaRaportit julkaistaan verkossa kaikkien koulujen käyttöön
Supporting meaningful chemistry learning and higher-order thinking through computer-assisted inquiry: A design research approach
Maija AkselaAcademic Dissertation, October 2005.University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Chemistry.As a PDF file (ISBN 952-10-2708-8) - 4850 kB http://ethesis.helsinki.fi/julkaisut/mat/kemia/vk/aksela/
TVT KEMIAN OPETUKSESSA on yhtenä tutkimuskohteena: esim.
Tavoitteellinen tietotekniikan käyttö olennaista
TAVOITTEET
OPETUSJÄRJESTELYT
OPPIMINEN
ARVIOINTI
P A L AU T E
TVT:N KÄYTÖSSÄ HUOMIOITAVAA
Keskeistä on käytön laatu, ei määräKeskustelu ennen ja jälkeen: tukee
oppimista (oppilaat puhumaan mahdollisimman paljon!)
Opettajan rooli on keskeinen ohjaajana sekä mielekkäiden oppimisympäristöjen tekemisessä
Monipuolinen arviointi sekä itsearviointi on tärkeää
Pienin askelin liikkeelle, hyödynnä myös taitavia oppilaita apunasi!
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 17
ESIMERKKEJÄ KEMIAN OPETTAJANKOULUTUKSESTA:
Konkreettisia opetusmalleja
TVT ja kokeellinen työskentely– Videot– Animaatiot– Molekyymallinnus– Käsitekartat
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 18
Videot ja kokeellinen työskentely
Kemiallisten ilmiöiden havainnollistaminen makrotasolla
Kokeelliseen työhön virittäytyminenKiinnostuksen herättäminen Vaarallinen työPitkän työn tiettyjen prosessien korostaminenLaitteiden toiminnan demonstroiminenSuositellaan käytettäväksi yhdessä animaatioiden
kanssa molekulaarisen tason avaamiseksi
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 19
Makrotaso ja molekulaarinen taso
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 20
Videoiden linkkipankki
http://www.chemistry-videos.org.uk/
http://www.shsu.edu/~chm_tgc/sounds/sound.html
http://jchemed.chem.wisc.edu/JCESoft/CCA/pirelli/index.html
http://www.metacafe.com/tags/chemistry/
http://chemed.chem.purdue.edu/demos/Movie_index.html
http://blog.wired.com/wiredscience/2008/03/top-10-amazing.html
http://genchem.chem.wisc.edu/demonstrations/Default.htm
http://www.chem.leeds.ac.uk/delights/
http://etiimit.fi/lukio/Kemia/
www.oph.fi/etalukio/opiskelumodulit/kemia/labra/index.html
http://virtuaali.tkk.fi/orgaaninenkemia/labraopas/video.htm
http://abitreenit.yle.fi/treenaa/lukio/aine/20
http://opettajatv.yle.fi/teemat/aine/20
www.teacherstube.com
www.youtube.com
www.tkukoulu.fi/vlinkit/db/kem/
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 21
Animaatiot ja kokeellinen työskentely
2D – Chemsense: www.chemsense.org
3D – Blender 3D: www.blender.org
– Malte Reimold, 2006: http://www.malte-reimold.de/blender/pdb2blend.html.
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 22
Animaatiot kemian opetuksessa
Tehostavat ajattelua molekulaarisella tasolla– Mentaalimallien kehittyminen– Dynaamisuus
Haasteita– Ohjelmien asentaminen on usein
vaikeaa– Animaatioiden tekeminen on työlästä– Animoijan vaikutus vahva, joten
opettajan rooli tärkeä
Googleen → chemistry + animations
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 23
Molekyylimallinnus ja kokeellinen työskentely
Etanoli ja vesi Bensiini ja vesi
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 24
Miksi mallintaa?
Opetussuunnitelmien perusteiden määrittelemä tavoite: ”perehtyy TVT:n mahdollisuuksiin tiedonhankinnan ja mallintamisen välineinä”
Pioneeriopettajien mielestä oleellinen kemian opetuksen työkalu (Pernaa & Aksela, 2009)
Moderni työskentelytapa kemian alalla Vihreä kemia Turvallinen kokeellisuuden tuki
Esim. Reaktiot voidaan pysäyttää ja tarkastella vaikka energioita
Monipuoliset visualisointimahdollisuudet Tulosten arviointi
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 25
Molekyylimallinnusohjelmistot
Spartan: www.mfka.fi – 100 euroa kpl– Helppokäyttöinen– Monipuolisin ja oikea kemian tutkimusväline
ArgusLab: www.arguslab.com – Ilmainen– Haastavampi käytettävä, mutta vielä helppo
Jmol: http://jmol.sourceforge.net/ Javaan pohjatuva molekyylien visualisoimistyökalu Html
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 26
Käsitekartat ja kokeellinen työskentely (1)
Kokeellisten prosessien mallinnusIlmiöiden käsirakenteiden mallinnusTeorian ja kokeellisuuden yhdistäminen
EsijärjestinArvioinnin tueksiOppimisympäristöksi
Yhteistoiminnalliseen oppimiseenAsenteiden parantamiseksi
http://cmap.ihmc.us/conceptmap.html
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 27
Käsitekartat ja kokeellinen työskentely (2)
23.11.2009Maija Aksela & Johannes Pernaa, Kemian opettajan koulutusyksikkö, HY 28
Käsitekartat ja kokeellinen työskentely (3)
KOULUTUSTA JA TUKEA
LUMA-KESKUS: http://www.helsinki.fi/luma (Lumauutiset-verkkolehti, verkkovideot, verkkosivustot ym.) LUMA-TIEDEPÄIVÄT kevät 2010 Helsingissä: aiheena moderni teknologia opetuksessa OPPIAINEKOHTAISET KESKUKSET (mm.
Summamutikka, Kemma, Kondensaattori) Nuorille Luova -verkkolehti Lapsille ja ohjaajille Jippo –verkkolehti Kysy palstat Kemianluokka Gadolin: maksuton palvelu Täydennyskoulutuskurssit ja työpajat: jatkuvasti Kansainvälinen Millennium-leiri: yksi teema TVT