Näytetään tekstit, joissa on tunniste kokeellisuus. Näytä kaikki tekstit
Näytetään tekstit, joissa on tunniste kokeellisuus. Näytä kaikki tekstit

sunnuntai 28. elokuuta 2016

FY1 ja sähköisen vastaamisen alkeet

FY1-kurssi aloitettiin mittauksilla. Ensimmäisessä työssä mitattiin ryhmissä kymmenen kertaa pallon putoamisaika. Mittaustulokset kirjoitettiin taulukkolaskentaohjelmaan LibreOffice Calc. Tuloksista laskettiin keskiarvo ja poikkeamat keskiarvosta. Pohdittavana oli, miksi tehdään mittaussarja ja kuinka luotettava saatu tulos on. Mietimme myös mittausmenetelmään liittyviä parannuksia. Sähköisen vastaamisen perusteista opittiin suureiden tunnusten ja yksiköiden merkitseminen. Taulukkolaskennasta opittiin laskukaavan kirjoittaminen ja viittaaminen soluihin. Taulukkolaskentatiedostot palautettiin sähköiseen oppimisympäristöön, jossa kommentoin palautukset.



Mittauksemme jatkuivat kurssin toisella tapaamiskerralla tiheyden määrittämisellä. Tehtävänä oli määrittää säännöllisen ja epäsäännöllisen muotoisten kappaleiden tiheydet. Mittaukseen käytettävinä välineinä olivat vaaka, työntömitta, mittalasi ja vettä. Mittausmenetelmissä oppilaita ei tarvinnut opastaa. Koska meillä oli vain 45 minuuttia aikaa, tehtiin laskut kynällä vihkoon. Sain ryhmiä kierrellessäni hyvän käsityksen suurelaskennan osaamisesta. Seuraavalla oppitunnilla opettelimme laskutehtävän tekemisen koneella.

Käytimme ensimmäiseen laskutehtävään LibreOfficea, jonka kaavaeditori on tämänkaltaiseen fysiikan tehtävään riittävän hyvä. Suureiden tunnusten kirjoittaminen kursiivilla ja yksiköiden kirjoittaminen kursivoimatta oli oppilaille jo taulukkolaskentatehtävästä tuttua. Kaavojen lisääminen tekstiin ei tuntunut ihmeelliseltä. Laskuharjoitus palautettiin pdf-muodossa oppimisympäristöön ja kommentoin palautetut ratkaisut.



Seuraavaksi siirryimme kuvaajiin. Kyselin oppilaiden aikaisempia kokemuksia kuvaajien piirtämisestä. Ruutuvihkoon tehdyt kuvaajat olivat tuttuja, mutta millimetripaperia ja koneella piirtämistä ei oltu kokeiltu. Kerroin oppilaille miltä hyvä kuvaaja näyttää ja teimme GeoGebralla harjoituskuvaajan. ( Ohje )



Kuvaajien piirtämistä jatkettiin omiin mittauksiin liittyvillä kuvaajilla. Oppilaat tutkivat kuminauhan venymistä, kun sitä kuormitettiin punnuksillla. Mittaustuloksista piirrettiin kuvaaja (m, x)-koordinaatistoon. GeoGebralla tehty kuvaaja kopioitiin ja liitettiin tekstidokumenttiin, joka palautettiin pdf-muodossa oppimisympäristöön. Annoin kuvaajasta palautetta niille, jotka olivat palauttaneet työnsä pyydetyssä muodossa ja ajoissa.

Toisessa kuvaajien piirtämiseen liittyvässä työssä tutkittiin heilurin pituuden vaikutusta heilahdusaikaan. Työssä mitattiin kymmenen heilahduksen aika, joten ennen kuvaajan piirtämistä piti laskea laskentataulukkoon yhden heilahduksen aika. Tämä oli GeoGebrassa uutta, mutta uusien arvojen laskeminen oli taulukkolaskentatehtävästä tuttua. 

Ensimmäinen matemaattiseen malliin liittyvä kuvaaja tuli vastaan tehtävässä, jossa piti määrittää nesteen tiheys ( YO K2013 t2 ). En ohjeistanut kuvaajan piirtämiseen käytettävää välinettä. Kuvaajia tehtiin ensin ruutuvihkoon, mutta nopeasti huomattiin, että siitä ei tule hyvä. Minulta kysyttiin onko jotain tarkempaa paperia. Muutama oppilas haki opettajanpöydällä olevasta laatikosta millimetripaperia. Arvelin, että tästä tulee mielenkiintoista ja niin tulikin. Ei mennyt kauaa, kun kysyttiin, voisiko kuvaajan tehdä sillä GeoGebralla. 

Kaksi viikkoa kurssin alkamisesta olimme valmiina ensimmäiseen Abitti-harjoitukseen. Opokurssilla oli opeteltu oman koneen boottaaminen, joten pääsimme nopeasti aloittamaan tehtävän. Kirjauduin omalla videotykkiin liitetyllä läppärillä mukaan harjoitukseen, jotta voin näyttää oppilaille miten vastaus tehdään. Sovelluksista löytyi tuttu GeoGebra ja kuvaajien piirtäminen oli nopeasti tehty. Tavoitteenani oli, että piirrämme kuvaajan ja opettelemme vastauksen kirjoittamisen kuvaliitteellä. Abitti-ympäristö ei näyttänyt hämmentävän oppilaita lainkaan, joten harjoittelimme GeoGebralla uutena asiana arvon lukemisen ja kuvaajan jatkamisen. Kuvakaappauksen ottaminen vaatii alussa jonkin verran harjoittelua, jotta rajaus on järkevä. Tästä syystä vastauksiin liitettiin kolme kuvaa.  



Kuvittelin, että Abitti-harjoituksen jälkeen kukaan ei halua vähään aikaan koskea koneeseen. Olin väärässä. Ehdotukseni viettää toinen oppitunti paperin ääressä sai täystyrmäyksen. Päädyimme vuorovaikutuksia ja voimia käsitellessämme piirtämään ensimmäiset voimakuviot koneella. Piirtämiseen käytettiin LibreOffice Draw -ohjelmaa, jota ei oltu aikaisemmin käytetty. Piirostyökalut olivat uutta tekniikkaa, mutta voimia nimettäessä kaavaeditori olikin jo tuttu. Voimakuviot palautettin pdf-tiedostona oppimisympäristöön ja sain ne nopeasti tarkistettua ja kommentoitua. 



Arvioin perjantaiaamuna pidetyn Abitti-harjoituksen vastaukset iltapäivällä opetustuntieni päätyttyä. Vaikka takana oli kolmenkymmenen oppitunnin viikko, en tuntenut väsymystä. Abitti oli oppilaiden mukaan helppokäyttöinen ja vastaukset näyttivät ensimmäiseksi harjoitukseksi todella hyviltä. Palautteen antaminen oli nopeaa. Yhden kommentoinnin tehtyäni siirryin käyttämään kopioi, liitä ja muokkaa -menetelmää. Tyytyväinen ope pääsi aloittamaan viikonlopun vieton hyvissä ajoin sohvan ja uuden Tekniikan Maailman kanssa.

sunnuntai 14. elokuuta 2016

Uusi alku

Ajoin torstai-iltana harrastukseeni ja mietin seuraavana aamuna koittavaa uuden opetussuunnitelman ensimmäistä FY1-kurssin aloitusta. Miten osaan aloittaa uutta? Mitä fysiikka on? Mitä kerron ensimmäiseksi? Mikä on lukiofysiikan ydin? Piirretäänköhän me kuvaajia millimetripaperille? Millä sähköisen vastauksen kaavat kirjoitetaan? Koskahan ne osaa bootata koneensa Abitti-tikulta? Ajatusprosessini keskeytyi havaintoon sateenkaaresta. Pysäytin auton ja otin kuvan. Kurssin aloituskuva on tässä.



Koska fysiikka on kokeellista, suunnittelin ensimmäiselle kaksoistunnille kaksi työtä. Kurssin alkuun liittyvien pakollisten kuvioiden jälkeen oppilaat pääsivät varsin nopeasti aloittamaan mittaukset. Kokeellinen ryhmätyöskentely oli käynnissä, kun oppituntia oli kulunut 18 minuuttia.



Ensimmäisessä työssä mitattiin pallon putoamisaika. Työvälineinä olivat alelaarista löytyneet pallomeripallot ja oppilaiden omien puhelimien kellot. Tulokset käsiteltiin taulukkolaskentaohjelmalla.




Toisessa työssä oppilailla oli tehtävänä valmistaa viiteen mukiin eri lämpöistä vettä ja järjestää mukit kylmimmästä kuumimpaan. Ensin tehtiin ryhmässä suunnitelma ja toteutuksen jälkeen selvitettiin lämpötilat mittaamalla tehtävän onnistuminen.


Ensi viikolla lisää kokeellisuutta, mittaamista ja tulosten käsittelyä. Tykkään tästä.

tiistai 4. marraskuuta 2014

Työkurssin vierailu Lumarts-laboratorioon

Työkurssilla haluttiin tehdä jotain, mitä omalla koululla ei voi tehdä. Valitsimme vierailukohteeksi Aalto-yliopiston ja Lumarts-laboratorion. Vierailu osui sattumalta samalle päivälle Koe Kampus! -tapahtuman kanssa. Ryhmämme pääsi mukaan tutustumiskierrokselle, jossa käytiin suurjännitehallissa ja kaiuttomassa huoneessa.

Lumarts-laboratoriossa oppilaat valmistivat titaanidioksidi-vadelma-aurinkokennon. Vadelmassa (ja esim. mustikassa) on väriainetta, joka absorboi valoa. Tällaista väriaineherkistettyä kennoa sanotaan Grätzel-kennoksi.



Työ aloitettiin tutkimalla yleismittarin avulla kumpi puoli FTO-lasista johtaa sähköä. Lasin kolme reunaa teipattiin ja lasille levitettiin ohut kerros TiO2-pastaa. Lasi asetettiin vetokaappiin lämpölevylle pastapuoli ylöspäin. Pasta muuttui ensin ruskeaksi ja sen jälkeen takaisin valkoiseksi.



Toisen FTO-lasin johtava puoli mustattiin kynttilän liekissä. Noet pyyhittiin vanupuikolla pois kolmelta reunalta. Jäähtynyt TiO2-päällysteinen lasilevy upotettiin hetkeksi vadelmasurvokseen. Levystä huuhdeltiin irtonaiset marjanosat pois vedellä. Tämän jälkeen levy huuhdeltiin etanolilla, jotta titaanioksidikerrokseen ei jäisi vettä.



Huuhdellun levyn kuivuttua FTO-lasit asetettiin pinnoitetut puolet vastakkain. Levyjen pinnoittamattomille reunoille tiputettiin jodiliuosta, joka levisi levyjen väliin. Valmiin kennon toiminta testattiin yleismittarilla.



Ryhmämme oli ensimmäinen, joka teki aurinkokennotyön. Työohje todettiin sopivaksi ja onnistuneet kennot palkitsivat oppilaat kahden tunnin uurastuksen jälkeen. Oppiainerajat ylittävä työ sopi hyvin kurssille, joka toteutetaan fysiikan ja kemian opettajan yhteistyönä. 

maanantai 20. lokakuuta 2014

Keittiöfysiikkaa työkurssilla

Työkurssilaiset toivoivat syyslomaa edeltävälle viikolle jotain hauskaa. Oma suunnitelmani oli teettää vanhojen yo-tehtävien mittauksia. Sain yhdistettyä oppilaiden toiveet omiin suunnitelmiini valitsemalla teemaksi keittiöfysiikan.

Syksyn 2014 yo-kokeen 2. tehtävässä perheenisä keittää mansikkakiisseliä. Kattilassa kuumennetaan vettä vakioteholla. Kiehuvaan veteen lisätään jäiset marjat ja kuumentamista jatketaan kunnes marjavesi kiehuu. Teimme vastaavan kokeen käyttämällä tietokoneeseen liitettyä lämpötila-anturia. Kuvaaja piirtyi mittauksen aikana suoraan LoggerProhon. Mittauksen sai halutessaan tehdä mansikoiden lisäksi jääpaloilla. Työ oli selvästi oppilaille mieleinen. Keittiövälineet ja mittaustekniikka sopivat hyvin yhteen. Mittausten aikana käytiin keskusteluja mansikkakiisselin reseptiikasta, kotitöiden jakamisesta ja sukupuolirooleista. Ohjeeseen kaivattiin perunajauhoja tai jotain liivatetta. Tehtävän perusteella jäi epäselväksi osasiko mies tehdä mansikkakiisseliä vai ei.



Kevään 1999 yo-kokeen 4. tehtävässä vedenkeitin asetetaan digitaaliselle keittiövaa'alle. Vedenkeittimeen kaadetaan vettä ja kansi jätetään auki. Keitin laitetaan päälle ja vaa'an lukema luetaan puolen minuutin välein. Vaa'an lukema on tehtävässä esitetty graafisesti ajan funktiona. Kuvaajan perusteella määritetään veden ominaislämpökapasiteetti ja ominaishöyrystymislämpö. Vedenkeitintehtävän mittausta tehdessä oppilaat kirjasivat tulokset suoraan LoggerProhon, joten tulosten analysointiin päästiin heti mittauksen päätyttyä. Omasta mittauksesta saatujen tulosten poikkeamat taulukkoarvoista oli helppo selittää, kun työ oli itse tehty ja nähty.



Keittiöfysiikan bonustehtävässä työvälineinä olivat mikroaaltouuni, lautanen ja vaahtokarkkeja. Vinkkejä fysiikkaan liittyvään kokeeseen sai hakea Youtubesta. Tiedonhaku, englannin kieli ja neuvottelutaidot näyttivät olevan hallussa, kun ryhmät suunnittelivat kokeitaan. Mikroaaltouunissa valmistui kauniisti laajentuneiden vaahtokarkkien lisäksi myös hieman kärähtäneitä. Havintoja selitettiin sekä fysiikan että kemian tiedoilla.



Oppilaiden mielestä fysiikan luokka muuttui keittiöfysiikan myötä tutkimuslaboratorioksi. Oppilaat kokivat tekevänsä jotain oikeaa työtä. Opettajaa ei tarvittu kuin tavaroiden roudaamiseen ja aloitusohjeiden antamiseen. "Me perustetaan tutkimusryhmä. Mee sää vaikka twiittaileen jotain."


keskiviikko 24. syyskuuta 2014

FY1-kurssin kokeellinen ryhmätyö liikkeen malleista

Lukion OPSin mukaan fysiikan opiskelun tulee kehittää opiskelijan kokeellisen työskentelyn ja yhteistyön taitoja. Fysiikan opetuksen tavoitteina on muun muassa, että opiskelija

  • hankkii ja käsittelee tietoa yhdessä muiden opiskelijoiden kanssa asiantuntijayhteisön tapaan
  • suunnittelee ja tekee yksinkertaisia mittauksia, kykenee tulkitsemaan ja arvioimaan tuloksia sekä soveltamaan niitä
  • hyödyntää erilaisia tietolähteitä tiedonhankinnassa sekä kykenee esittämään ja julkistamaan tietoja monipuolisella tavalla myös teknisiä apuvälineitä käyttäen 

Testasin FY1-kurssilla opittua kokeellisella ryhmätyöllä liikkeen malleista. Oppilaat saivat itse valita ryhmänsä. Työssä tehtiin mittaus tasaisesta ja kiihtyvästä liikkeestä. Mittauksessa käytettäviä välineitä olivat: pallo, pikkuauto, mitta, teippi, lanka, metallinen kalteva taso ja kellona omat puhelimet. Mittaukset sai tehdä luokassa tai luokan ulkopuolella. Työn aikana oppikirjan ja muiden tietolähteiden (esim. opettaja) käyttö oli sallittua. Ryhmä teki työstä yhteisen raportin. Ohjelmina käytettiin LibreOfficea ja LoggerProta. Valmis raportti palautettiin pdf-muodossa Peda.netiin.


Ennen mittausten aloittamista kerroin arviointiperusteet. Hyvään suoritukseen eli 4/6 pistettä tarvittiin yllä olevan kuvan neljä ensimmäistä kohtaa. Kaksi pistettä lisää sai tekemällä ekstran eli laskemalla jotain mittausten perusteella.

Ryhmien työskentelyä oli hauska seurata. Mittaukset suunniteltiin yhdessä. Eri ideoita punnittiin ja niistä valittiin se, joka vaikutti parhaalta. Liikkeen malleihin liittyviä faktoja tarkistettiin oppikirjasta. Joitakin pieleen menneitä kuvaajia ihmeteltiin opettajalle. Ennen kuin ehdin sanoa mitään ryhmät hävisivät luokasta tekemään mittauksensa uudestaan.

Työraportin laatimisessa tuli uutena asiana taulukon lisääminen tekstiasiakirjaan. Neuvoessani ensimmäistä tähän vaiheeseen päässyttä ryhmää tein samalla ruutukappausvideon raportin alkuosasta. Hetken päästä sain tehdä uuden ohjevideon, koska en ollut noudattanut omia ohjeitani raportin laatimisesta.


Sain arvioitavakseni hyviä ja erinomaisia työraportteja. Kiireisen työviikon takia en ehtinyt kirjoittaa palautteita Peda.netiin. Kiersin läppärini kanssa oppitunnilla kaikki ryhmät ja kerroin samalla raporttia näyttäen minkä pistemäärän annan ja miksi. Jokaisen ryhmän työssä oli jokin erityisen onnistunut kohta, jota sain kehua. Opettajan henkilökohtaisesti antamalla myönteisellä palautteella näytti olevan suuri merkitys oppilaille.

perjantai 22. elokuuta 2014

Mittaustulosten käsittelyä LibreOffice Calcilla

FY1-kurssilla käytettiin taulukkolaskentaa kahdessa oppilastyössä. Ensimmäisessä työssä tehtiin pudotuskoe, jossa mitattiin aika kymmenen kertaa. Mittaustuloksista laskettiin keskiarvo ja poikkeamien itseisarvojen keskiarvo. Taulukkolaskenta oli oppilaiden mielestä vau! Toisessa työssä määritettiin punnusmateriaalin tiheys. Mittaustuloksista laadittiin kuvaaja Vm-koordinaatistoon. Ope kaipaili tässä kohtaa LoggerProta, jolla jatkossa tehdään kaikki kuvaajat.

Teen tässä jaksossa ohjevideot kaikista FY1-kurssin tietokonetehtävistä. Laatuun ei ole nyt aikaa panostaa, mutta asia tullee selväksi.

Taulukkolaskennalla mittaustulosten keskiarvo ja poikkeamien itseisarvojen keskiarvo



Mittaustuloksista kuvaaja Vm-koordinaatistoon

keskiviikko 21. toukokuuta 2014

Tutkimuksia valolla

Teetin FY3-kurssilla kokeellisen ryhmätyön, jossa tehtiin tutkimuksia valolla. Työvälineinä olivat laser, astelevy, muovikappaleita (puoliympyrä, suorakulmainen kolmio ja suunnikas), mikro-optiikan elementtejä sisältävä muovikortti ja cd-levy. Työvälineitä oli käytetty aikaisemmilla oppitunneilla ja oppilaat tiesivät minkälaisia ilmiöitä niillä voi tutkia. Työohjeena oli tehdä mahdollisimman monta valon käyttäytymiseen liittyvää koetta.



Oppilaat kuvasivat tekemänsä kokeet omilla puhelimillaan tai tableteillaan. Ryhmä kirjoitti yhdessä työraportin Google Driven asiakirjaan. Raporttiin liittettiin kuvat ja niiden selitykset. Työskentely imaisi oppilaat niin, että kukaan ei käynyt välitunnilla ja kaksoistunnin päättyminen jäi huomaamatta. Opettajan opastusta ei tarvittu missään vaiheessa.



Oppilaiden työskentelytaidot ja laaditut raportit yllättivät positiivisesti. Ryhmät olivat löytäneet perinteisten kokeiden lisäksi useita luovia tapoja osoittaa valon käyttäytyminen eri tilanteissa. Yksi ryhmä teki raporttiin gif-animaation ja opasti oma-aloitteisesti tunnin päätyttyä miten opekin voi tehdä sellaisen.

Vapautta jättävä tehtävänanto toimi hyvin. Kaikki ryhmät onnistuivat erinomaisesti vähintään yhdessä kokeessa. Parhaat tuotokset mykistivät.