Tällä sivulla esitellään opetusmateriaaleja yläkoulun ja lukion opettajille. Alun perin nämä olivat omia muistiinpanojani, jotta seuraavan vuoden tuntien valmistelu olisi tehokkaampaa. Monet kollegat ovat kuitenkin kertoneet, että materiaalien avulla oppilaiden silmät kirkastuvat, valmisteluaika lyhenee ja opetusvinkit tulevat selkeämmiksi, joten päätin julkaista kaiken. Jos sinulla on ideoita tai palautetta paremmista menetelmistä, otathan yhteyttä!
Sisällysluettelo
Yläkoulun tiedemateriaalit – Sisältöä, jota yläkoulun opettajat voivat hyödyntää tuntien valmistelussa.
Tutkivaan oppimiseen soveltuvat tiedemateriaalit yläkouluun ja lukioon – Kokeita, jotka rohkaisevat syvälliseen ajatteluun ja kokeilemiseen. Soveltuvat yläkouluun ja lukioon.
Lukion fysiikan materiaalit – Sisältöä, joka auttaa hahmottamaan fysiikan lakeja paremmin. Sisältää oppilaille suunnattuja video-oppitunteja ja digitaalisia materiaaleja.
Olen kirjoittanut myös erilaisia oppikirjoja, joten niistäkin voi olla apua.
Yläkoulun tiedemateriaalit
Tiedekokeet ovat täynnä jännittäviä hetkiä, mutta niiden valmistelu voi viedä yllättävän paljon aikaa. Esimerkiksi reagenssien punnitseminen, välineistön kokoaminen ja parhaiden olosuhteiden etsiminen vaativat useita kokeiluja. Olen itsekin aloittelijana painiskellut näiden asioiden kanssa, ja olen oppinut paljon muilta opettajilta. Vaikka opaskirjoissa on ohjeita valmisteluun, ne eivät kerro tarkalleen, kuinka monta sarjaa tarvitaan, tai mitä osia oppilaat voivat tehdä ja mitä opettajan tulisi valmistella etukäteen. Jotkut opettajat jopa jättävät kokeita väliin kiireen vuoksi…
Keräsin kokemusteni perusteella yhteen vinkkejä kokeiden onnistumiseen. Toivon, että nämä vinkit auttavat lyhentämään valmisteluaikaa ja vähentämään työmäärää, jolloin opettajien tyytyväisyys paranee ja aikaa vapautuu oppilaille.
7. luokka
🟢 Biologia (kasvit ja eläimet)
📌 Kasvien toiminta
- Kasvien etsintä (kävelyretki) 7. lk ⭐
- Kirsikanlehden tarkkailu 7. lk ⭐
- Kukan rakenne (atsalea/rypsi) 7. lk ⭐
- Voikukan tarkkailu 7. lk ⭐
- Hedelmien ja siementen rakenne (hiirenherne / maapähkinä) 7. lk ⭐
- Retiisin sirkkalehden juurien tarkkailu 7. lk ⭐
- Liskonhännän juuren ja lehden rakenne (kaksisirkkaiset) 7. lk ⭐
- Koiraheinän juuren ja lehden rakenne (yksisirkkaiset) 7. lk ⭐
- Männyn tarkkailu 7. lk ⭐
- Pihatattaren juuren ja lehden rakenne (mystistä!?) 7. lk ⭐
- Saniaisen tarkkailu 7. lk ⭐
- Aitohiirenporraskasvin tarkkailu 7. lk ⭐
- Kasvien luokittelu 7. lk ⭐
- Eläinten luokittelu (Daiso-kortit) 7. lk ⭐
- Eläinten luokittelu (eläinfiguurit) 7. lk ⭐
- Kuivatun sardiinin anatomia (selkärangan tarkkailu) 7. lk ⭐
- Sydänsimpukan anatomia 7. lk ⭐
🔵 Maantiede (tulivuoret ja maanjäristykset)
📌 Maapallon rakenne ja muutokset
- Tulivuorenpurkaustuotteiden (tuhka) tarkkailu 7. lk ⭐
- Popcorn ja tulivuoret 7. lk ⭐
- Tulivuoren viskositeetti ja muoto 7. lk ⭐
- Tulivuori- ja syväkivien luokittelu Tulivuorikivet värin mukaan 7. lk ⭐
- Tulivuori- ja syväkivien mallikoe hypo-liuoksella 7. lk ⭐
- Maanjäristyksen tärinän leviäminen ja eteneminen 7. lk ⭐
- Menneiden maanjäristysten voimakkuuden näyttäminen Google Earthissa 7. lk ⭐
- Nesteytymisen tarkkailu 7. lk ⭐
- Pitkittäisten ja poikittaisten aaltojen koe (S- ja P-aallot) 7. lk ⭐
- Siirrokset 7. lk ⭐
- Maakerrosten kertymisen tarkkailu (kerrosten luominen hiekalla ja vedellä) 7. lk ⭐
- Fossiilien tarkkailu
🟡 Fysiikka (voima, liike, sähkö, aallot, energia)
📌 Aallot (ääni, valo, värähtely)
- Peli peilin kanssa (korttipeili) 7. lk ⭐
- Kuvan sijainnin tarkistaminen puolipeilillä ⭐
- Valon heijastuslain koe (tulokulman ja heijastuskulman suhde) 7. lk ⭐
- Kokovartalopeili ⭐
- Valon taittumiskokous (taittumiskertoimien vertailu ilmassa, vedessä ja lasissa) 7. lk ⭐
- Muista opettaa Huygensin periaate kunnolla! 7. lk ⭐
- Optisen vesisäiliön käyttö 7. lk ⭐
- Valon taittuminen puolisuunnikkaan muotoisen lasin avulla ⭐
- Taittumiskoe nuppineuloilla 7. lk ⭐
- Kindaichi ja linssit ⭐
- Kulho ja kolikko 7. lk ⭐
- Water CMY Cube 7. lk ⭐
- Linssin mekanismi ⭐
- Tosi- ja valekuvien tarkkailu kuperalla linssillä (optinen teline) 7. lk
- Tehdään silmämalli 7. lk ⭐
- Valon kolme pääväriä 7. lk ⭐
- Värin kolme pääväriä 7. lk ⭐
- Valon sironta prismalla ⭐
- Valon sironta muovipullolla
- Äänen etenemiskokeilu (lusikka) (ilman, veden ja kiinteiden aineiden erot) 7. lk ⭐
- Äänen eteneminen (tyhjiöpumppu) 7. lk ⭐
- Äänen korkeuden ja kielen pituuden suhde (monokordi)
- Digitaalinen oskilloskooppi 7. lk ⭐
📌 Voima ja liike
- Hooken laki⭐ 7. lk
- Voimien tasapaino (jäykän kappaleen tasapaino)⭐ 7. lk, 9. lk, lukion 2. vsk
🟠 Kemia (aine, kemialliset reaktiot, hapot ja emäkset)
📌 Aineen ominaisuudet
- Valkoisten jauheiden erottelu 7. lk
- Tiheyden mittaaminen 7. lk ⭐
- Hapen syntyminen ja ominaisuudet 7. lk ⭐
- Hiilidioksidin syntyminen ja ominaisuudet 7. lk ⭐
- Vedyn syntyminen ja ominaisuudet 7. lk ⭐
- Ammoniakkisuihku 7. lk ⭐
- Aineen olomuodon muutos nesteestä kiinteäksi: ”vaha” 7. lk
- Etanolin olomuodon muutos (tilavuuden muutos) 7. lk ⭐
- Palmiinihapon olomuodon muutos (haihtuminen, tiivistyminen, kiehuminen) 7. lk ⭐
- Viinin tislaus (seosten erottelu (suodatus, tislaus)) 7. lk ⭐
- Sokerin liukeneminen (kahvisokerin liukenemisen tarkkailu) 7. lk ⭐
- Uudelleenkiteytys (natriumkloridi, kaliumnitraatti) 7. lk ⭐
8. luokka
🟢 Biologia (kasvit ja eläimet)
Sylkikoe on erityisen työläs!
- Mikrobien tarkkailu 8. lk ⭐
- Biologisten näytteiden mikroskooppinen tarkkailu kanadanvesirutto⭐ sipuli⭐ ihmisen posken limakalvo⭐ 8. lk
- Yksisoluisten ja monisoluisten organismien tarkkailu Mikrobien tarkkailu⭐ juoru-kasvi⭐ 8. lk
- Fotosynteesin todistaminen (tärkkelyksen muodostus) kanadanvesirutto⭐ 8. lk
- Fotosynteesissä käytettävät aineet, kanadanvesirutto⭐ 8. lk
- Haihdunnan tarkkailu (ilmarakojen toiminta), juoru-kasvi⭐ 8. lk
- Tutkitaan kasvien hengitystä 8. lk
- Haihdunnan ja veden imeytymisen suhde⭐ 8. lk
- Lehden rakenne, lehden poikkileikkauksen tarkkailu⭐ 8. lk
- Varren ja juuren rakenne ja toiminta (johtosolukko ja siiviläputket) hibiskuksen tarkkailu⭐ maissi⭐ 8. lk
- Mikroskoopin käyttö ja solujen tarkkailu (sipulin pintasolut)⭐
📌 Eläinten toiminta
- Ruoansulatusentsyymien toiminnan koe (syljen toiminta)⭐ yksityiskohtaisia vinkkejä ajan säästämiseen 8. lk
- Keuhkomalli⭐ 8. lk
- Medean verenkierto⭐ 8. lk
- Sydänmalli⭐ tankkauspumppu 8. lk
- Sian sydämen anatomia⭐ 8. lk
- Tutkitaan luuston ja lihasten toimintaa kanan siivellä 8. lk
- Sian silmän anatomia ja tarkkailu⭐ 8. lk
- Tehdään mustekalan silmämalli⭐ 8. lk
- Kanan aivojen tarkkailu ⭐ 8. lk
- Eläinten hermosto ja reaktiot (viivoittimen kiinniotto) reaktionopeus ⭐ 8. lk
- Setelin kiinniotto (reaktionopeus)
- Tutkitaan reaktioaikaa kädestä pitäen 8. lk
- Tutkitaan kalan ruumiinrakennetta makrillin anatomia ⭐ 8. lk
- Mustekalan anatomia ⭐ 8. lk
🔵 Maantiede (sää)
📌 Sää ja ilmasto
- Säätarkkailu 8. lk
- Tunnetaan ilmanpaine imukuppi⭐・
- Sanomalehdellä syömäpuikolla lyöminen 8. lk
- Ilman massa 8. lk
- Sääkarttojen liikkeen tarkastelu 8. lk
- Kastepisteen mittaaminen ⭐ 8. lk
- Pilvien muodostuminen (Shuposhupo-kun) ⭐ 8. lk
- Rintamakoe (Miruso)⭐ 8. lk
- Raitapilvien tarkkailu 8. lk
🟡 Fysiikka (voima, liike, sähkö, aallot, energia)
📌 Sähkö ja magnetismi
- Virran suuruus hehkulampussa ja moottorissa, sarja- ja rinnakkaiskytkentä 8. lk
- Jännitteen suuruus sarjakytkentä⭐・rinnakkaiskytkentä⭐ 8. lk
- Tehdään malli! Virta ja jännite
- Ohm’s lain koe⭐ (virran, jännitteen ja vastuksen suhde) 8. lk
- Vastusten kytkentätapa ja vastusarvo⭐ 8. lk
- Sähkötehon ja lämpömäärän suhde⭐ 8. lk
- Magneettikentän tarkkailu magneetilla⭐ 8. lk
- Virran luoma magneettikenttä⭐ 8. lk
- Voima, jonka virta saa magneettikentästä⭐ 8. lk
- Moottorin mekanismin koe (Flemingin vasemman käden sääntö)⭐ 8. lk
- Sähkömagneettinen induktio⭐ 8. lk
- Vaihtovirran tarkkailu⭐ 8. lk
- Sähköstaattinen voima⭐ 8. lk
- Kopiokoneen mekanismi⭐ 8. lk
- Valaistaan loisteputki staattisella sähköllä⭐ 8. lk
- Katodisäteiden tarkkailu⭐ 8. lk
- Säteilyn tarkkailu⭐ 8. lk
🟠 Kemia (aine, kemialliset reaktiot, hapot ja emäkset)
📌 Kemialliset reaktiot ja kaasujen ominaisuudet
- Hopeaoksidin terminen hajoaminen⭐ 8. lk
- Natriumbikarbonaatin terminen hajoaminen ⭐ 8. lk
- Tehdään karamellisoitua hunajaa! 8. lk
- Veden hajoaminen sähköllä (elektrolyysi)⭐ 8. lk
- Jaksollisen järjestelmän säännönmukaisuus⭐ 8. lk
- Alkuaine-bingo ⭐ 8. lk
- Metallien palaminen magnesium⭐ teräsvilla⭐ 8. lk
- Hapetus- ja pelkistysreaktion koe (kuparin hapettuminen, kuparioksidin pelkistyminen)⭐ 8. lk
- Raudan ja rikin kuumentaminen ⭐ 8. lk
- Käsienlämmittimen valmistus (lämpöä vapauttava reaktio)⭐ 8. lk
- Lämpöä sitova reaktio⭐ 8. lk
- Massan säilymisen lain koe (massan mittaaminen ennen ja jälkeen kemiallisen reaktion)⭐ 8. lk
- Kuparioksidin massa (vakiokoostumuksen laki)⭐ 8. lk
9. luokka
🟢 Biologia (kasvit ja eläimet)
📌 Perinnöllisyys ja evoluutio
- Somaattinen solunjakautuminen 9. lk ⭐
- Suvuton lisääntyminen, kalanruotokasvi⭐ kodakarako-kasvi⭐ 9. lk
- Pölyttyneen siitepölyn muutos 9. lk
- Meri-siilin kehityksen tarkkailu 9. lk
- Perintötekijöiden siirtyminen, perinnöllisyyden sääntö, mallikoe (go-kivet)⭐ 9. lk
- DNA:n eristyskoe (banaani, sipuli) 9. lk
- Maaperän eläimet, Tullgren-laite⭐ 9. lk
- Mikrobien toiminta, agarmaljapurkki⭐ 9. lk
🔵 Maantiede (maapallo, sää, avaruus)
📌 Avaruus
- Auringon liike päivän aikana (läpinäkyvä puolipallo)⭐ 9. lk
- Tähtien liike päivän aikana (Stellarium-simulaatio)⭐ 9. lk
- Vuodenajat ja maapallon kiertorata (päämaapallo) 9. lk
- Aurinkokulman ja lämpötilan muutokset 9. lk
- Kuun tarkkailu (älyteleskooppi)⭐ 9. lk
- Kuun vaiheiden koe (mallilla toistaminen)⭐ 9. lk
- Venuksen näkyvyyden mallikoe⭐ 9. lk
- Auringonpilkkujen tarkkailu (älyteleskooppi)⭐ 9. lk
- Planeettojen koon ja sijainnin pienoismalli (yksi piste) 9. lk
🟡 Fysiikka (voima, liike, sähkö, aallot, energia)
📌 Voima ja liike
- Voimien tasapaino (jäykän kappaleen tasapaino)⭐ 7. lk, 9. lk, lukion 2. vsk
- Voimien summa ja hajotus (voiman suunnan ja suuruuden ajattelu vektorina) 9. lk ⭐
- Vesipaineen mittaus 9. lk ⭐
- Muovipullo ja vesipaine⭐
- Nosteen mittaaminen 9. lk ⭐
- Conan ja noste 9. lk
- Kukkuuko keilapallo? 9. lk
- Ajastin nauhoituksen käyttö (kävelyn analysointi) 9. lk ⭐
- Liike kaltevalla tasolla 9. lk ⭐
- Liike ilman voimaa (vaakatasossa) 9. lk ⭐
- Liike painovoiman alaisuudessa (putoamisliike) ajastin nauhoituksella 9. lk
- Koe inertian tunnistamiseksi 9. lk ⭐
- Vaikutus- ja vastavaikutuslaki 9. lk
- Työn periaate: nostolaitekoe (kiinteän ja liikkuvan nostolaitteen ero ja toiminnan muutos) 9. lk ⭐
- Vipukoe (tuen, voiman ja vaikutuspisteen suhteen tutkiminen) 9. lk
- Liike-energia ja työ 9. lk ⭐
- Potentiaalienergia ja työ 9. lk ⭐
- Mekaanisen energian säilymisen lain koe (heiluri) (energiamuutos törmäyksen jälkeen) 9. lk ⭐
- Energiamuunnos 9. lk
🟠 Kemia (aine, kemialliset reaktiot, hapot ja emäkset)
📌 Kemialliset reaktiot ja kaasujen ominaisuudet
- Sähköä johtavat liuokset 9. lk ⭐
- Kuparikloridin elektrolyysi 9. lk ⭐
- Liekkikoe (natrium, kupari, kalsium jne.) 9. lk, lukion 1. vsk ⭐
- Suolahapon elektrolyysi 9. lk
- Metallien taipumus muuttua ioneiksi 9. lk ⭐
- Volta-kenno⭐ 9. lk
- Daniellin kenno⭐ 9. lk
- Sitruunakenno⭐ Binchotan-hiilikenno⭐ 9. lk
- Liuosten happamuus, neutraalius ja emäksisyys ⭐ 9. lk
- Happamuuden ja emäksisyyden perusta (elektroforeesi)⭐ 9. lk
- Mitataan pH:ta ympäristössä 9. lk
- Neutralointikoe (suolahappo ja natriumhydroksidi)⭐ 9. lk
- Neutralointi menetelmä käyttäen bariumhydroksidia ja rikkihappoa⭐ 9. lk
Luku 6 Loppukappale ja muut
Muut
・Scratch-vuorovaikutteiset materiaalit Scratchia hyödyntävät materiaalit
・Geogebra-materiaalit Geogebraa hyödyntävät materiaalit
Tutkivaan oppimiseen soveltuvat materiaalit (yläkoulu ja lukio)
Olen kehittänyt materiaaleja, jotka edistävät tutkivaa oppimista. Jos olet kokeillut niitä, otathan yhteyttä!
Tutkivan oppimisen tasot Banchi & Bell (2008) pohjalta muokattu kaavio
・Tutkivan oppimisen materiaali ”Tasaisen suoraviivaisen liikkeen saavuttaminen!?” Taso 3
・Tutkivan oppimisen materiaali ”Sähkönsiirron häviöistä” (sisältää opetusohjeen ja työkirjan) Taso 2
・Tutkivan oppimisen materiaali ”Liikennesääntöjen mekaniikka” (sisältää opetusohjeen ja työkirjan) Taso 2, painopisteenä tutkimusprosessin ”ilmaisu ja viestintä”
・Materiaalin kehittämisen seminaari Taso 4
・Vapaan tutkimuksen lähestymistapa Taso 4
Lukion fysiikan materiaalit
Aluksi kerrataan differentiaali- ja integraalilaskennan kaavat!
<Mekaniikka>
Tasainen liike ja differentiaali- ja integraalilaskenta
Tasaisesti kiihtyvä liike ja differentiaali- ja integraalilaskenta
Heittoliike ja differentiaali- ja integraalilaskenta
Putoamisliike ilmanvastuksen kanssa
Meteoriitin putoamisliike
Ympyräliike ja differentiaali- ja integraalilaskenta
Ympyräliike ja differentiaali- ja integraalilaskenta matematiikan ystäville
Yksinkertaisen harmonisen liikkeen tarkastelu differentiaali- ja integraalilaskennalla
Yksinkertaisen harmonisen liikkeen kaavan ja kuvan yhdistäminen!
Yksinkertaisen harmonisen liikkeen energian esitys
<Sähkömagnetismi>
U-muotoinen virtapiiri ja differentiaali- ja integraalilaskenta
Sähkömagneettisen induktion ja Joulen lämpövaikutuksen suhde
Kondensaattorin purkautuminen ja differentiaali- ja integraalilaskenta
Kondensaattorin latautuminen ja differentiaali- ja integraalilaskenta
Sähköinen värähtely ja keinun heilunta
<Atomi>
Radioaktiivinen hajoaminen ja oluen vaahto
Radioaktiivinen hajoaminen ja puoliintumisaika
Opetusmateriaalit opettajille
Tieteen ja matematiikan ohjelmointimateriaalit
・Scratch-sivusto Ken Kuwakolle
・Tasainen ympyräliike ja sini-aallot, yksinkertainen harmoninen liike
・Pitkittäisaallon esitys poikittaisaaltona
・Tasainen liike ja tasaisesti kiihtyvä liike
・Apinanmetsästys
Tiedekerhon toiminta
・Muistilista ennen tiedekerhon pitämistä
EasySense-kokeiden kokoelma
・Suositeltuja kokeita Data Harvest -yhtiön Whitley:ltä, joka valmistaa EasySense:ä
・Negatiivisen tasaisen kiihtyvän liikkeen koe EasySense V-HUB:n avulla
・Selittää, miksi EasySenseä käytetään, säröjen avulla
・Näyttää jopa vaimenemisen! EasySense ja sähköinen värähtely
・Näe se itse! Sähkömagneettisen induktion tarkkailu EasySense-laitteella!
・Näkyy! Vaikutus- ja vastavaikutuslaki näkyy EasySense:n avulla!
・Koe, jota nauhalla ei voi tehdä! Miksi antureita käytetään?
・Sähkömagneettinen induktio näkyi! Sähkökeinun ja EasySensen yhdistelmä
・Tasaisen suoraviivaisen liikkeen tarkkailu EasySense-laitteella ja Wild Mini 4WD-autolla
・Tasavirran ja vaihtovirran tarkastelu reaaliajassa!? EasySense-käyttöohje
※ Järjestän EasySense- ja muita tieto- ja viestintätekniikan kursseja eri puolilla Japania. Lisätietoa täältä.
Steave Whitley [Managing Director] Data Harvestilta, brittiyritykseltä, joka myy EasySense-laitteita, tuli tapaamaan minua. Hän opetti minulle monia tekniikoita kokeiden suorittamiseen.
<Materiaalipankki>
・Flemingin vasemman käden ja oikean käden säännön materiaaleja
・Vaikutus- ja vastavaikutuslain materiaaleja
・Sähkömagneettiseen induktioon soveltuvia materiaaleja