TEEMA 3.
Tämän merkinnän tarkoituksena olisi puhua erilaisista TVT-mallinnustyökaluista ja niiden käytöstä kouluopetuksessa. Koska oma kokemukseni erilaisista TVT-työkaluista on jokseenkin minimaalinen, tyydyn suurimmaksi osaksi selittämään, minkä tyyppisiä TVT-työkaluja suosisin tietynlaisissa opetustilanteissa (pyrin mainitsemaan niiden TVT välineiden nimet mitkä muistan). Ja eikun asiaan.
Vähän aikaa sitten pääsin lopulta tutkimaan Spartan-mallinnusohjelmaa ja se sisältö, mitä ohjelmasta ehdin ottaa irti, vaikutti oikein lupaavalta. Pidän kovasti ohjelman tavasta näyttää erilaisten molekyylien varausjakaumia ja mallit soveltuvat hyvin jokseenkin hankalan elektronien delokalisaation sekä molekyylien välisten vuorovaikutusten, kuten dipolisidosten selittämiseen. Ohjelma mahdollistaa myössiirtymiset mikro- ja symbolitason välillä. Oletan myös (en siis ole täysin varma), että ohjelma mahdollistaa sinne muualta tuotujen (esim. erilaisista tietopankeista) molekyylien mallintamisen. Mikäli Spartania ei ole käytettävissä omassa koulussa, on sen "köyhän-miehen-versio" EDUMOL jokseenkin käyttökelpoinen korvike (paitsi, että varausjakaumat puuttuvat tai en vain osannut lisätä niitä tekemiini molekyyleihin).
 |
| Spartanilla tehty molekyylimalli varausjakaumineen. |
Kuten olen jo useammassa blogi-merkinnässäni todennut, käyttäisin dynaamisien kemiallisien systeemien opettamiseen tietokone simulaatioita. Esim. galvaanista kennoa simuloiva ohjelma Voltaic Cell Virtual Lab toimii omissa tiedostetuissa puitteissaan oikein hyvin. Lisäksi esittäisin useimmat termodynaamiset systeemit ja kaasulait TVT-simulaatioina, joita löytää aika hyvin Internetistä, kuten myös kemiallisia tasapainotiloja kuvaavat simulaatiot. Materiaalin Phet-simulaatiot vaikuttavat tähän hommaan ihan toimivilta. Tietysti kaikki edellämainitut dynaamiset systemit voisi opettaa myös animaatioiden avulla.
Jos jonkinlaista mallinnusohjelmaa vielä haluaisin niin sellaista, jonka avulla voisi toimivasti opettaa atomi orbitaaleja tai orbitaalien hybridisoitumista. Tällaisia ohjelmia voi olla jo olemassa, mutta en ole niihin vielä törmännyt (eli jos joku tietää niin ilmoitelkaa). Orbitaalit kun ovat sen verran visuaalisia, että niiden opettaminen olisi minusta mielekkäintä juuri visuaalisten mallien avulla. Ja jos oppilaat saisivat mallintaa niitä vielä itse jollakin tietokone-ohjelmalla, niin vielä parempi. Tosin en ole enää varma, mitä orbitaaleista tullaan uudessa lukion OPS:issa opettamaan.
Yliopilaskirjoitusten sähköistymisestä johtuen, uskon näiden TVT-ohjelmien käytön lisääntyvän valtaisasti kemian opetuksessa. Opettajille näiden uusien työkalujen käytön opetteleminen voi tuntua hankalalta, mutta onneksi kuulun itse siihen murrosryhmään, joka ei ole vielä leipiintynyt perinteisten opetustyökalujen käyttöön, eikä näiden uusien TVT-työkalujen käytön opettelu ole siksi itselleni mikään ylivoimainen haaste. Aika näyttää, milllaiseksi koulumaailma ja sen kemian tunnit muuttuvat tulevaisuudessa uusien TVT-työkalujen yleistyessä ja uusien opetustavoitteiden tullessa voimaan.
Spartan ja Edumol ovat monille tutuimmat ja ehkä helpoiten sovellettavissa olevat ohjelmat. Johannes taisikin näyttää, miten EDUMOL:issa saa sieltä oikeasta ylänurkasta kaivettua esiin ne varausjakaumat?
VastaaPoistaOrbitaalien mallintaminen onkin sitten kinkkisempi juttu. Toki voi käyttää niitä valmiiksi piirrettyjä staattisia kuvia, kuten vaikka orbitron-sivustolla, tai oppikirjoissa jne. Spartanilla olen nähnyt mallinnettavan isojenkin molekyylien HOMO- ja LUMO-orbitaaleja, mutta kaikista edeltävistä puuttuu tuo perään kuuluttamasi dynaamisuus, jonka lisääminen kvanttimekaanisten orbitaalien mallintamiseen on kieltämättä kiinnostava haaste. Esimerkkinä Julian blogissaan esittelemä peli, jossa orbitaalit täytetään yksikerrallaan kimpoilevilla palloilla, jotka kuvaavat elektroneja.
Tajusin itsekin tuon EDUMOL:in varausjakaumatoiminnon vasta tämän blogikirjoituksen tehtyäni. Tämä seikka luonnollisesti kasvattaa ohjelman käyttöarvoa silmissäni huomattavasti.
PoistaHei! Olitpas löytänyt hienon virtuaalilaboratorion galvaanisista kennoista! Kiitos vinkistä! ;) Nuo orbitaalit ovat haastava juttu. Itsekin olen etsiskellyt sopivaa animaatiota, jolla mallintaa niitä, ja varsinkin hybridisaatiota. Toisaalta olen myös sitä mieltä, että käsin piirtämisessä on myös puolensa. Nimittäin silloin kun joudut itse piirtämällä mallintamaan orbitaaleja, joudut väkisinkin miettimään millaiset kulmat muodostuvat eri orbitaalien välille ja minkä muotoisia mitkäkin orbitaalit ovat. Vrt. tietokoneelta haet valmiin orbitaalin, jonka saat työpöydälle yhdellä klikkauksella. Asian oppiminen riippuu toki myös siitä millä tavalla kukakin yleensä oppii. Mieleenpainuvin kokemus hybridisaation opettamisesta on minulle ollut se, kun harjoitteluita ohjaava opettajani kesken orbitaalien opettamisen alkoi matkia lastenohjelmista tuttua "Kylli-tätiä". Se toi tunnille hieman huumoria ja tarinamaisuutta, mikä sopi loistavasti tunnille! Muutoinkin väreillä piirrettynä hybridiorbitaalit näyttävät ihan kukkasilta! :D
VastaaPoistaMinunkin mielestäni tuo simulaatio galvaanisista kennoista oli hyvä. Lisäsin linkin omaan oppimispäiväkirjaan tulevaisuuden varalle :)
VastaaPoistaOrbitaalit on vaikea aihe ja sen dynaaminen mallintaminen on hankalaa. Mie ja Erja opetettiin opetustuokiossa orbitaaleja ja käytimme siellä Julian blogista löytyvää peliä ja se toimi kivasti. Löysimme myös tällaisen videon hybridisaatiosta:https://www.youtube.com/watch?v=d1E18tBTlBg. Näytimme videosta vain pätkän tunnilla, mutta videossa on melko kivasti näytetty mitä atomille tapahtuu hybridisaatiossa.
Erilaisia simulaatioita, animaatioita ja mallinnusta tarjoavia ohjelmia ja sivustoja on todella paljon ja opettajan onkin muodostettava itselleen selkeä kuva niiden käytön tarpeesta kouluopetuksen eri tasoilla. Opettajan on tällöin arvioitava myös oppilaiden ja opiskelijoiden tietotasoa, koulun resursseja (jotkin demot ovat liian kalliita tehdä luokassa, joten videot hyödyllisiä) ja omaa osaamista ja tietojaan.
VastaaPoista