AINE-KÄSITTEEN HAVAINNOLLISTAMINEN ......6 Taulukko 3. Kyselylomakkeen 3. kohta: Kemian kokeelliset...
Transcript of AINE-KÄSITTEEN HAVAINNOLLISTAMINEN ......6 Taulukko 3. Kyselylomakkeen 3. kohta: Kemian kokeelliset...
AINE-KÄSITTEEN
HAVAINNOLLISTAMINEN
MALLINNUKSEN AVULLA
Kirsti Österman
Sonja Meriläinen
Luokka-aste: 6.luokka
2
Sisällysluettelo
Työn tavoitteet…………………………………………………………………………………3
Toteutus pedagogisesti…………………………………………………………………………4
Palautteen analysointi…………………………………………………………………………..5
Lähteet………………………………………………………………………………………….8
Liitteet:
Liite 1: Ohje oppilaalle (s. 8)
Liite 2: Ohje opettajalle (s.11)
Liite 3: Power point –esitys (s.16)
Liite 4: Palautekyselylomake (s.28)
3
Tavoitteet:
Tavoitteena on opettaa tarinan avulla ala-asteen oppilasryhmälle, kuinka käsitys aineesta on aikojen
kuluessa kehittynyt. Toinen tavoitteemme on visualisoida eri molekyylejä ja niiden rakentumista
alkuaineista käyttäen Spartan-ohjelmaa.
Tuossa oli vain pääkohdat harjoituksen tavoitteista. Seuraavassa käymme tarkemmin läpi, kuinka
tehtävä noudattaa perusopetuksen opetussuunnitelmaa tarkemmin.
Perusopetuksen opetussuunnitelmassa 5-6 -luokille todetaan, että näillä luokilla kemian ja fysiikan
opetuksessa lähtökohtana ovat oppilaan aikaisemmat tiedot, taidot ja kokemukset luonnonilmiöistä
sekä niihin liittyvistä tiedoista. Näistä ennakkotiedoista edetään sitten fysiikan ja kemian
peruskäsitteiden ja periaatteiden opiskeluun. Ala-asteella kemian ja fysiikan opiskelun tulisi
innostaa oppilaita luonnontieteiden opiskeluun, ja saada oppilas tarkkailemaan ympäristöään myös
tieteellisesti tarkkaillen. Näihin perusperiaatteisiin meidän pajamme sopii lähes täydellisesti. Se
auttaa katsomaan ympäristöä "tieteellisin katsein", koska korostimme aineiden koostumista aina
pienemmistä aineosasista, tässä tapauksessa alkuaineista. Historiallisen katsauksen avulla
kerroimme, kuinka käsitys alkuaineista on kehittynyt monen tuhannen vuoden aikana. Se, mikä
meille on itsestäänselvyys, on aiemmin ollut aivan outoa tietoa, jota kukaan ei voinut edes kuvitella.
Perusopetuksen opetussuunnitelman tavoitteita on oppia työskentelemään ja liikkumaan turvallisesti
itseään ja ympäristöään suojellen sekä noudattamaan annettuja ohjeita; oppia tekemään havaintoja
ja mittauksia, etsimään tietoa tutkittavasta kohteesta sekä pohtimaan tiedon luotettavuutta; oppia
tekemään johtopäätöksiä havainnoistaan ja mittauksistaan sekä tunnistamaan luonnonilmiöihin ja
kappaleiden ominaisuuksiin liittyviä syy-seuraussuhteita, oppia tekemään yksinkertaisia
luonnontieteellisiä kokeita, joissa selvitetään ilmiöiden, eliöiden, aineiden ja kappaleiden
ominaisuuksia sekä niiden välisiä riippuvaisuuksia, oppia käyttämään luonnontieteellisen tiedon
kuvailemisessa, vertailemisessa ja luokittelussa fysiikan ja kemian alaan kuuluvia käsitteitä ja oppia
ymmärtämään päihde- ja vaikuteaineiden vaarallisuus. Näistä tavoitteista moni kuului tähän
pitämäämme kaksoistuntiin. Oppilaiden täytyi noudattaa annettuja ohjeita. He joutuivat etsimään
itse tietoa verkosta ja myös pohtimaan tiedon luotettavuutta. Tästä oli aivan erillinen tehtävä
oppilaan ohjeissa. He joutuivat pohtimaan havaintojaan, esimerkiksi maitohapon rakenteen
selvittämisen jälkeen selvisi tiedonhaussa, että maitohappoa esiintyy sekä ihmisen elimistössä että
4
mm. hapanmaitotuotteissa. Myös kemiaan liittyviä käsitteitä tuli oppilaille paljon tässä
opetustapahtumassa.
Toteutus pedagogisesti:
Molekyylimallinnus ei kuulu peruskoulun oppimäärään, joten tämä tunti on ylimääräistä hauskaa
oppilaille ja toimii mielenkiinnon herättäjänä kemiaan tieteenä. Harjoituspajassa saimme opettajina
olla koko ajan tuntosarvet herkällä, koska meidän piti mukauttaa opetuksemme ja opetustahtimme
luokan tasoon, ennakkotietoihin ja omaksumisvauhtiin sopiviksi. Varaudumme jättämään jotain
pois ja ottamaan jotain lisää, jos aika on vähissä tai sitä tuntuu olevan liikaa. Oppilaiden esittämät
kysymykset ohjaavat myös tuntia. Haluamme antaa oppilaille vastaukset heitä kiinnostaviin
kysymyksiin, eikä vain kiirehtiä omaa ohjelmaamme läpi. Paineita omaa suunnitelmaamme kohtaan
vähentää juuri se, että tämä ei ole pakollista alakoulussa, vaan lisätietoa. Tässä historiallisessa
tarinassa käytämme kerrontaa ja power point –esitystä, joka on liitteenä tässä raportissa.
Aloitamme kertomalla lyhyesti Thaleen käsityksestä veden kaikkivoipaisuudesta. Tämän
näkemyksen mukaanhan kaikki aine on syntyisin vedestä. Tähän ajatukseen Thales päätyi
tarkkailemalla jokisuistoa, joka toi viljelyksille hedelmällistä mutaa. Antiikin ajan neljästä
alkuaineesta maa, tuli ilma ja vesi (Demokritos) siirrytään kysymykseen, onko vesi alkuaine.
Yhdessä pohdimme asiaa, kerromme siinä samalla Platonin päättelyn, miksi tarvitaan viides
alkuaine, joka olisi eetteri. Aristoteles kantoi kortensa kekoon tässä kemian kehityksessä. Hänen
mukaansa kaikki koostui perusaineesta eli proto hyleestä. Aristoteles oli erittäin arvostettu
tiedepiireissä, ja muutenkin, joten kukaan ei suuremmin kyseenalaistanut hänen teorioitaan lähes
kahteentuhanteen vuoteen. Vaikka ihmiset tunsivat ja käyttivät monia metalleja, niitä ei mielletty
alkuaineiksi.
Tässä välissä avaamme Spartan -ohjelman ja inorganic -välilehdeltä avaamme jaksollisen
järjestelmän. Oppilaat saavat rakentaa oman jaksollisen järjestelmänsä ja samalla he tutustuvat ja
harjaantuvat ohjelman käyttöön. Tarkoitus on tässä välissä saada oppilaat etsimään
säännönmukaisuutta rakentamastaan järjestelmästä ja sitä kautta siirtyä jaksollisen järjestelmän
syntyyn.
Erilaisten löydettyjen alkuaineiden ja niiden ominaisuuksien, lähinnä painojen, pohjalta venäläinen
Mendelejev järjesti alkuaineet jaksolliseksi järjestelmäksi. Tässä vaiheessa menemme Spartanissa
5
taas inorganic -välilehdelle, jossa alkuaineet on näkyvissä jaksollisen järjestelmän mukaisesti.
Voimme mainita myös, miten atomin painon mukaan alkuaineet on jaksolliseen järjestelmään
sijoitettu.
Teorian puolesta jäämme tähän, mutta jatkamme molekyylien rakenteiden parissa ja piirrämme
monimutkaisempia molekyylejä yhdessä, tai oppilaat piirtävät ohjeen mukaisesti. Sekä oppilaan että
opettajan ohjeet ovat liitteissä.
Palaute koululaisilta ja sen analysointi
Pajassa oli 25 koululaista ja heistä 24 koululaista täytti myöhemmin koulussa palautelomakkeen.
Noista koululaisista lisäksi 21 kirjoitti aineen, tai lyhyen kirjoitelman aiheesta ”Retki Luma-
Keskukseen”. Seuraavassa on esitetty kyselylomakkeiden tulokset taulukoituna. Kyselyä ei ole
esitettyä tarkemmin tilastollisesti analysoitu, koska se ei olisi ollut otoksen pienen koon takia
mielekästä (N = 24). Taulukkoon vaihtoehdot ja kysymykset on lyhennelty. Tarkemmat
sanamuodot löytyvät liitteistä. Pääajatuksen pitäisi kuitenkin näkyä alla esitetyistä taulukoista.
Taulukko 1. Kyselylomakkeen 1.kohta: Pidän kemiasta.
1. Pidän kemiasta tytöt pojat yhteensä
a) Se on lempiaineeni - 2 2
b) Se on mukava aine - 10 10
c) Kemia on O.K… 8 3 11
d) En pidä kemiasta 1 - 1
Taulukko 2. Kyselylomakkeen 2.kohta. Opettajan vaikutus kouluaineeseen.
2. Opettajan vaikutus
kouluaineeseen
tytöt pojat yhteensä
a) On yhdentekevää… - 3 3
b) Pieni vaikutus 6 3 9
c) Merkittävä vaikutus 3 9 12
6
Taulukko 3. Kyselylomakkeen 3. kohta: Kemian kokeelliset työt ja niiden tarpeellisuus.
3. Kokeelliset työt tytöt pojat yhteensä
a) Tylsää ilman kokeita 2 2 4
b) Kokeita ei tarvita - 2 2
c) Auttavat teoriassa 2 5 7
d) Parasta kemiassa 5 6 11
Taulukko 4. Kyselylomakkeen 4. kohta: Kemian kokeiden teko.
4. Kokeiden teko tytöt pojat yhteensä
a) Vain opettaja tekee - 2 2
b) Tehdä itse 8 6 14
c) oppilaat ja opettaja 1 7 8
Taulukko 5. Kyselylomakkeen 5. kohta: Mikä oli tällä tunnilla hyvää? (Oppilaat saivat valita
useamman vaihtoehdon.)
5. Mikä oli hyvää? tytöt pojat yhteensä
a) Historia - 6 6
b) Tietokoneen käyttö 5 9 14
c) Molekyylit 5 9 14
d) Retki yliopistolle 6 3 9
e) Tunnin erilaisuus 4 4 8
Merkillepantavan tärkeitä huomioita oli muutama. Tytöt ja pojat ajattelevat eri tavalla. Vastauksissa
oli selviä eroja, kuten taulukoista huomaa: kenenkään tytön mieliaineisiin ei kuulunut kemia, mutta
pojilla kemia oli valtaosalla pidetty kouluaine. Ne kaksi poikaa, jotka eivät nähneet kemian
kokeissa mitään hyödyllistä, eivät niitä halunneet itse tehdä, vaan olivat molemmat sitä mieltä, että
opettaja voi ne tehdä yksin ja oppilaat voivat vain katsella. Myös opettajan vaikutus kouluaineeseen
oli pojilla suurempi kuin tytöillä.
Kuudennessa kohdassa pyysimme parannusehdotuksia koskien tällaista molekyylimallinnustuntia.
Tähän tehtävään saimme monenlaisia vastauksia. Suurin osa oppilaista oli kuitenkin tyytyväisiä,
kannustaen jatkamaan samaan malliin. Joku olisi halunnut oikeita kemian kokeita laboratoriossa,
7
joku olisi halunnut pelata pelejä, joillakin oli liikaa tehtävää ja joku olisi halunnut piirtää vielä
enemmän molekyylejä. Vastauksien keskiarvo viittasi kuitenkin, siihen, että olimme löytäneet
hyvän kompromissin näistä esitetyistä toiveista. Viimeisessä kohdassa lomakettamme oppilaat
saivat lähettää terveisiä opettajille (meille) tai yliopistolle. Siinä useat heistä todellakin lähetti
terveisiä ja melkein kaikki kiittivät tai kehuivat tuntiamme.
Aineissa, jotka oppilaat kirjoittivat myöhemmin koulussaan, he toivat julki mielipiteitään ja
havaintojaan. Molekyylimallinnuksen kaikki mainitsivat. Kertoessaan siitä tarkemmin, 15 oppilaista
piti sitä kivana, 10 helppona ja 4 vaikeana. Kaiken kaikkiaan 21 oppilasta kirjoitti aineen
vierailustaan. Vaikutti siltä, että ruoka oli vielä tärkeämpää kuin opiskelu: 16 kertoi ruokailusta,
kuuden mielestä ruoka ei ollut hyvää, mutta 12 piti sitä hyvänä. 17 oppilasta kertoi aineessaan pajan
alussa tarjotuista mehuista ja kekseistä.
Tiedepolusta kertoi tai mainitsi 20 oppilasta, ja heistä 11 kehui ja kiitteli tiedepolun tehtäviä.
Kampuksesta arkkitehtuurisena kokonaisuutena tai akateemisena miljöönä opiskelijoineen kuvaili
11 koululaista. Yli puolet (11 kpl) kertoi lahjoista, jotka he saivat lopuksi ja saman verran mainitsi
aineessaan suoraan, että päivä oli todella hyvä ja antoisa kokemus. Moni haluaisi tulla uudelleen.
Lähteet:
Perusopetuksen opetuksen perusteet, Opetushallitus, 2004
Kemian keksintöjä -alkuaineiden löytöhistoria; Engels, Siegfried & Nowak,Alois; Gummerus 1993
Suurin tiede -Kemian historia; Hudson, John; Art House 1995
http://www2.hs.fi/extrat/teemasivut/tiedeluonto/alkuaineet/00.html (alkuaineista tietoa)
8
LIITE 1:
Ohje oppilaalle:
1. Avaa Spartan-ohjelma. Paina vasemmassa ylälaidassa olevaa paperiarkin kuvaa.
2. Sinulle aukeaa piirtotila, jonka oikealla laidalta löytyvät Organic- ja Inorganic välilehdet.
9
Klikkaa ensin Inorganic-välilehti ja piirrä vesimolekyyli, jonka kuva on alla.
O
H H
Ennen kuin klikkaat haluamasi alkuaineen symbolia oikeassa reunassa olevasta jaksollisesta
järjestelmästä, valitse niiden alta ensin oikea sidosmäärä. Eli hapesta (O) lähtee kaksi sidosta, joten
valitse symboli - • - , ja vasta sitten hapen symboli O. Vedystä lähtee vain yksi sidos, joten valitse
ensin symboli - •, ja vasta sitten vedyn symboli H. Molekyyliä voi pyörittää pitämällä vasenta hiiren
painiketta pohjassa ja liikuttamalla hiirtä.
Minkä muotoisen molekyylin sait? Piirrä kuva.
2. Valitse vasemassa reunassa olevasta File-valikosta Close ja ruutuun ilmestyvään
ponnahdusikkunaan vastaa No. Klikkaa taas vasemmassa laidassa olevaa paperiarkin kuvaa, jotta
pääset takaisin piirtotilaan. Valitse tällä kertaa oikeassa laidassa olevista välilehdistä Organic-
vaihtoehto ja piirrä vesimolekyyli uudelleen.
Tällä kertaa atomista lähtevä sidosten määrä löytyy samasta näppäimestä, eli aloitta klikkaamalla
-O- ja lisää sitten tikkujen päihin vedyt -H.
Minkä muotoinen vesimolekyyli syntyi tällä kertaa? Piirrä kuva.
Miksi kuvat ovat erilaiset? Pohdi parisi kanssa.
10
3. Mene taas File-hakemistoon ja valitse Close, ja edelleen ponnahdusikkunasta No. Paina
uudelleen paperiarkin kuvaa ja valitse oikean laidan välilehdistä Organic-vaihtoehto. Piirrä alla
oleva etaani-molekyyli.
Pyörittele molekyyliä. Onko se yhdessä tasossa?
4. Piirrä etanoli-molekyyli vaihtamalla yksi vety happiatomiin ja lisää hapen vapaan sidoksen
päähän yksi vety. Vedyn poistaminen tapahtuu painamalla ylälaidassa olevaa punaista räjähdyksen
kuvaa ja klikkaamalla sen jälkeen haluamaasi vetyä.
4. Piirrä maitohappo-molekyyli, jonka kuva on alla.
O
O
O
H
H
HH
H
H
Etsi internistä tietoa, mistä maitohappoa löytyy ja missä sitä käytetään
5. Piirrä oksaalihappo, jonka kuva on alla.
C
C
OH
O
OH
O
Pyörittele molekyyliä. Mitä huomaat sen rakenteesta?
Etsi internetistä mihin oksaalihappoa käytetään ja mistä sitä löytyy luonnossa.
11
LIITE 2:
MOLEKYYLIMALLINNUS: OPETTAJAN OHJE
1. Avaa Spartan-ohjelma. Paina vasemmassa ylälaidassa olevaa paperiarkin kuvaa.
2. Sinulle aukeaa piirtotila, jonka oikealla laidalta löytyvät Organic- ja Inorganic välilehdet.
12
Valitse Inorganic-välilehti, jolloin oikeaan sivuun avautuu jaksollinen järjestelmä.
Tavoitteenamme on rakentaa sama jaksollinen järjestelmä vihreälle piirtoalueelle ja aloita
klikkaamalla ensin jaksollisen järjestelmän vasemmassa ylälaidassa olevaa vetyä (H). Klikkaa sitten
piirtoalueelle, jolloin Spartan piirtää pallomaisen atomin, jolla on neljä tikkujen edustamaa sidosta.
Siirrä vety vasempaan yläkulmaan pitämällä pohjassa Control-näppäintä sekä hiiren oikeaa
näppäintä samalla kun liikutat hiirtä. Nyt poista sidokset painamalla yläpalkin PLUS-merkin
vieressä olevaa pommikuvaa ja sen jälkeen klikkaa jokaisen sidoksen päätä.
Seuraavaksi klikkaa ruudun oikeassa alareunassa olevaa Insert:iä ja sitten vedyn alla olevaa litiumia
(Li), klikkaa piirtoalueelle ja siirrä litium vedyn alle vasempaan alanurkkaan. Nyt voit poistaa
sidokset aivan kun vedystä.
Tee tällä tavoin oma jaksollinen järjestelmäsi.
Mitä huomioita voit tehdä alkuaineiden koosta jaksollisessa järjestelmässä?
- atomien koon kasvaminen sekä alas että oikealle mentäessä
3. Klikkaa ensin Organic-välilehti ja piirrä vesimolekyyli, jonka kuva on alla.
O
H H
Spartanissa työskenneltäessä on tärkeää valita oikea sidosmäärä ja alkuaine. Valitse ensin
-O- eli happi, jolla on kaksi sidosta, ja klikkaa sitten piirtoaluetta. Valitse sitten -H, eli vety, jolla on
yksi sidos, ja klikkaa jo piirretyn hapen sidoksia edustavien tikkujen päitä.
On tärkeää optimoida rakentamasi molekyyli eli laittaa ohjelman etsimään sille edullisin muoto.
Tämä tehdään klikkaamalla yläpalkin E:tä.
Saamasi molekyyli ei ole suora, mutta voit mitata sen sidoskulman. Klikkaa yläpalkista ∡?-
näppäintä ja sen jälkeen halutun kulman muodostavia atomeja (tässä tapauksessa kaikki veden
atomit ovat mukana). Sivun alalaidassa tulee teksti Angle=, jonka perässä oleva luku kertoo
ohjelman laskeman sidoskulman.
Minkä sidoskulman sait?
- Spartanin antama tulos vaihtelee, mutta tärkeää on selittää eron syy verrattuna kokeellisesti
saatuun tulokseen. Spartan luo mallin, joka ei vastaa täysin todellisuutta, vaan yrittää päästä
lähelle sitä. Parempiin tuloksiin voidaan päästä ns. "supertietokoneilla" ja hyvin
monimutkaisilla laskuilla, mutta ne vievät paljon aikaa, ja tämän tason tulokset ovat täysin
toimivia tähän tarkoitukseen.
13
4. Valitse vasemmassa yläkulmassa oleva paperinarkin kuva ja Organic-välilehti. Seuraavaksi
tehdään etaani, jonka kuva alla. Muista optimoida rakenne E-näppäimestä!
Valitse ensin oikea hiiliatomi (C) sen perusteella, kuinka monta sidosta siitä lähtee. Piirrä ensin yksi
hiili ja lisää siitä lähtevän sidoksen päähän toinen hiili, lisää vapaisiin sidoksiin vedyt (H). Muista
optimoida rakenne E-näppäimestä!
Paina Insert oikeasta alakulmasta ja piirrä viereen eteeni.
Valitse oikea hiili atomi, piirrä se ja liitä sen kaksoissidokseen (=) toinen hiili, lisää vedyt.
Voit pyörittää molekyylejä pitämällä hiiren vasenta näppäintä pohjassa.
Miten etaanin rakenne eroaa eteenin rakenteesta?
- eteeni on tasomainen.
5. Valitse paperiarkin kuva ja Organic-välilehti. Piirrä etanoli-molekyyli, jonka kuva on alla.
Muista optimoida rakenne E-näppäimestä!
O
H
H
H
HH
H
Etsi internetistä, miten etanolia valmistetaan.
-käyttämällä hiilihydraateista tai liittämällä katalyyttisesti eteeniin vettä
- muista kertoa oppilaille, että jokaisessa viivojen risteyskohdassa on hiili eli C
14
Mieti voitko luottaa kaikkeen internetistä löytämääsi tietoon.
- tarkoituksena on saada oppilaat pohtimaan löytyvän tiedon oikeellisuutta.
6. Valitse paperiarkin kuva ja Organic-välilehti. Piirrä dietyylieetteri, jonka kuva on alla. Muista
optimoida rakenne E-näppäimestä!
OH
HH
H
H
H
H
H
H
H
Etsi internetistä, mihin dietyylieetteriä aiemmin käytettiin.
- nukutusaineena, mutta sen syttymisherkkyyden vuoksi sen käytöstä on luovuttu.
7. Valitse paperiarkinkuva ja Organic-välilehti. Piirrä alla oleva metyylietyyliketoni ja muista
optimoida rakenne E-näppäimestä!
OH H
HH H
H
H
H
Etsi internetistä, mihin metyylietyyliketonia käytetään.
-liuottimena lakoissa ja liimoissa
8. Valitse paperiarkinkuva ja Organic-välilehti. Piirrä alla oleva muurahaishappo.
O
OH H
Etsi internetistä, mihin sitä käytetään ja mistä sitä luonnosta löytyy.
- muurahaiset, mehiläiset, nokkoset ja kuusen neulaset
- Aiv-rehusäilöntään
15
9. Valitse paperiarkinkuva ja Organic-välilehti. Piirrä maitohappo-molekyyli, jonka kuva on alla.
Muista optimoida rakenne E-näppäimestä!
O
O
O
H
H
HH
H
H
Etsi internistä tietoa, missä maitohappoa syntyy ja missä sitä käytetään.
- syntyy lihaksissa ja maitotuotteita hapatettaessa
- käytetään hapanmaitotuotteissa ja hapankaalissa
10. Valitse paperiarkinkuva ja Organic-välilehti. Piirrä oksaalihappo, jonka kuva on alla. Muista
optimoida rakenne E-näppäimestä!
C
C
OH
O
OH
O
Pyörittele molekyyliä. Mitä huomaat sen rakenteesta?
-molekyyli on tasomainen
Etsi internetistä, mistä oksaalihappoa löytyy ja mihin sitä käytetään?
- löytyy pinaatista, raparperistä, ketunleivästä ja punajuuresta
- ruosteen poisto ja valkaisu, valokuvauksessa sävytykseen
16
LIITE 3: Diaesitys
Molekyylimallinnus 6. Molekyylimallinnus 6.
luokalleluokalle
Sonja MerilSonja Merilääinen inen
Kirsi Kirsi ÖÖstermansterman
22.4.200822.4.2008
MitMitää aine on?aine on?
Kreikkalaisten ajatukset sKreikkalaisten ajatukset sääilyneet ilyneet kirjoitustaidon ansiostakirjoitustaidon ansiosta
EnsimmEnsimmääisenisenää aineen olemusta pohti aineen olemusta pohti ThalesThales(noin 585 (noin 585 eKreKr), jonka mielest), jonka mielestää kaikki oli vettkaikki oli vettää
→→ havaintojen perusteella: joki toi havaintojen perusteella: joki toi hiekkaa ja maata mukanaan hiekkaa ja maata mukanaan
AnaksimenesAnaksimenes piti vesihpiti vesihööyryyryää kaiken ytimenkaiken ytimenää
17
EmpedokleenEmpedokleen teorian mukaan oli neljteorian mukaan oli neljää
alkuainetta:alkuainetta:
maamaa
tulituli
ilmailma
vesivesi
→→ kaikki aine on nkaikki aine on nääiden sekoituksia eri iden sekoituksia eri
suhteissasuhteissa
→→ rakkaus ja viha pitivrakkaus ja viha pitiväät nt nääititää yhdessyhdessää
AnaksagorasAnaksagoras::
jokaisessa aineessa on hieman muuta ainetta eli jokaisessa aineessa on hieman muuta ainetta eli
vehnvehnäässssää oli myoli myöös karvoja, nahkaa, luuta jne.s karvoja, nahkaa, luuta jne.
LeukipposLeukippos::
ensimmensimmääinen atomiteoria, mutta kirjoitukset inen atomiteoria, mutta kirjoitukset
hhäävinneetvinneet
18
DemokritosDemokritos::
LeukippoksenLeukippoksen oppilasoppilas
aine koostuu jakamattomista atomeista, joiden aine koostuu jakamattomista atomeista, joiden
erilaiset asennot selitterilaiset asennot selittäävväät aineiden eri t aineiden eri
ominaisuudetominaisuudet
otti atomien muodon huomioon: kirpeotti atomien muodon huomioon: kirpeään tn tääytyy ytyy
koostua pienistkoostua pienistää ja terja teräävistvistää atomeista, makea atomeista, makea
pypyööreistreistää ja suuristaja suurista
SokratesSokrates
matemaatikko matemaatikko
oli keksinyt monitahokkaat ja poli keksinyt monitahokkaat ja päääätteli niiden tteli niiden
lukumlukumäääärrään (5) perusteella niiden liittyvn (5) perusteella niiden liittyvään n
EmpedokleenEmpedokleen neljneljääään alkuaineeseen:n alkuaineeseen:
tetraedri: tulitetraedri: tuli
oktaedri: ilmaoktaedri: ilma
ikosaedri: vesi ikosaedri: vesi
kuutio: maakuutio: maa
dodekaedri: 12 horoskooppimerkkidodekaedri: 12 horoskooppimerkkiää
19
AristotelesAristoteles
maineikkain kaikista Kreikan maineikkain kaikista Kreikan
filosofeistafilosofeista
maa, tuli, vesi ja ilma koostuvat maa, tuli, vesi ja ilma koostuvat
protoproto hylesthylestää eli perusaineesta, johon eli perusaineesta, johon yhdistetyhdistetääään muoton muoto
aine pystyi muuttumaan toiseksi kun siihen aine pystyi muuttumaan toiseksi kun siihen lislisäättääään ja poistetaan ominaisuuksian ja poistetaan ominaisuuksia
Aristoteleen vuoksi atomiteoriaa hyljeksittiin Aristoteleen vuoksi atomiteoriaa hyljeksittiin miltei 2000 vuottamiltei 2000 vuotta
SpartanSpartan--molekyylimallinusohjelmamolekyylimallinusohjelma
Avaa ohjelma:Avaa ohjelma:
StartStart--valikkovalikko →→ AllAll programsprograms →→
Spartan Spartan StudentStudent V3.0.2V3.0.2
20
Klikkaa ylKlikkaa ylääpalkissa olevaa paperin kuvaa:palkissa olevaa paperin kuvaa:
→→ oikeaan laitaan tulee voikeaan laitaan tulee väälilehtililehtiää
→→ klikkaa klikkaa InorganicInorganic-- vväälilehtelilehteää
Vasemmassa laidassa on jaksollinen Vasemmassa laidassa on jaksollinen
jjäärjestelmrjestelmää
→→ Klikkaa ensin vetyKlikkaa ensin vetyää (H) ja sitten (H) ja sitten
hiirellhiirellää vihrevihreäälle piirtoalueellelle piirtoalueelle
→→ SiirrSiirrää vetyatomin piirtoalueen vetyatomin piirtoalueen
vasempaan ylvasempaan ylääreunaan pitreunaan pitäämmäällllää
hiiren oikeaa nhiiren oikeaa nääppppääintintää ja ja
nnääppppääimistimistöön n ControlControl--nnääppppääintintää pohjassa pohjassa
samalla kun liikutat hiirtsamalla kun liikutat hiirtää
21
ohjelma piirsi vedylle tikuilla kuvattuja ohjelma piirsi vedylle tikuilla kuvattuja
sidoksia, jotka pitsidoksia, jotka pitääää poistaa:poistaa:
→→ klikkaa ylklikkaa ylääpalkissa PLUSpalkissa PLUS--
nnääppppääimen vieressimen vieressää olevaa olevaa ""pommi"pommi"--
nnääppppääintintää ja sen jja sen jäälkeen lkeen jokaisen jokaisen
sidoksen psidoksen päääättää, jolloin sidos , jolloin sidos poistuupoistuu
nyt lisnyt lisäättääään vedyn alla oleva litium (n vedyn alla oleva litium (Li)Li)--atomiatomi::
→→ klikkaa ensin ylklikkaa ensin ylääpalkin (+)palkin (+)--
nnääppppääintintää, sen j, sen jäälkeen Lilkeen Li--nnääppppääintintää ja ja
sitten oikeaan alareunan sitten oikeaan alareunan Insert:iInsert:iää
→→ klikkaa piirtoaluetta ja toimi kuten klikkaa piirtoaluetta ja toimi kuten
aiemmin vetyaiemmin vetyää piirrettpiirrettääessessää
22
Vesimolekyylin piirtVesimolekyylin piirtääminenminen
valitse valitse FileFile--valikostavalikosta CloseClose ja paina ylja paina ylääpalkin palkin
paperiarkin kuvapaperiarkin kuva
oikean laidan voikean laidan väälilehdistlilehdistää valitaan tvalitaan täällllää kertaa kertaa
OrganicOrganic
23
MikMikää on veden rakenne?on veden rakenne?
OrganicOrganic--vväälilehdelllilehdellää tytyööskenneltskenneltääessessää on on ttäärkerkeääää valita oikean sidosmvalita oikean sidosmäääärrään sisn sisäältltäävvääatomi:atomi:
→→ valitse valitse --OO-- ja klikkaa piirtoalueelleja klikkaa piirtoalueelle
→→ valitse valitse ––H ja klikkaa happiatomin H ja klikkaa happiatomin molempien sidosten pmolempien sidosten pääititää
→→ rakenne voidaan optimoida eli etsirakenne voidaan optimoida eli etsiää paras paras mahdollinen muoto painamalla ylmahdollinen muoto painamalla ylääpalkin palkin EE--nnääppppääintintää
Veden sidosten vVeden sidosten väälinen kulmalinen kulma
voit katsoa veden muodostaman voit katsoa veden muodostaman
sidoskulman:sidoskulman:
→→ klikkaa ylklikkaa ylääpalkista palkista ∡∡??--nnää ppppää intintää ja sitten ja sitten
jokaista vesimolekyylin atomiajokaista vesimolekyylin atomia
→→ nnääytytöön alareunassa n alareunassa AngleAngle--kohdassakohdassa
nnääkyy ohjelman laskema sidoskulmakyy ohjelman laskema sidoskulma
→→ verrataan ohjelman antamaa tulosta verrataan ohjelman antamaa tulosta
kokeellisesti saatuun: kokeellisesti saatuun:
104,45104,45°° Miksi ero?Miksi ero?
24
EtaaniEtaani
Paina paperiarkin kuvaa vasemmassa Paina paperiarkin kuvaa vasemmassa
ylyläälaidassalaidassa
Etaanimolekyyli Etaanimolekyyli
Valitse oikeat atomit eli ota huomioon Valitse oikeat atomit eli ota huomioon
atomista latomista läähtevien sidosten lukumhtevien sidosten lukumäääärrää::
→→ molemmista hiilistmolemmista hiilistää (C) l(C) läähtee htee
kolme sidostakolme sidosta
EteeniEteeni
Valitse oikeasta alareunasta Valitse oikeasta alareunasta InsertInsert ja piirrja piirrääeteeni:eteeni:
→→ molemmilla hiilillmolemmilla hiilillää on yksi on yksi kaksoissidos (=) ja kaksi tavallista kaksoissidos (=) ja kaksi tavallista sidostasidosta
MitMitää eroa voit havaita etaanin ja eteenin eroa voit havaita etaanin ja eteenin rakenteissa?rakenteissa?
25
EtanoliEtanoli
Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää etanolietanoli
Miten etanolia voidaan valmistaa?Miten etanolia voidaan valmistaa?
DietyylieetteriDietyylieetteri
Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää dietyylieetteridietyylieetteri
→→ voisiko molekyylille saada useampia voisiko molekyylille saada useampia
erinerinääkkööisiisiää muotoja?muotoja?
Mihin Mihin dietyylieetteridietyylieetteriää on aiemmin kon aiemmin kääytetty?ytetty?
O
H H
H
HH H H
H
H
H
26
MetyylietyyliketoniMetyylietyyliketoni
Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää
metyylietyyliketonimetyylietyyliketoni
Mihin metyylietyyliketonia kMihin metyylietyyliketonia kääytetytetääään?n?
OH H
HH H
H
H
H
MuurahaishappoMuurahaishappo
Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää
muurahaishappomuurahaishappo
MistMistää muurahaishappoa lmuurahaishappoa lööytyy? Mihin sitytyy? Mihin sitää
kkääytetytetääään?n?
O
OH H
27
MaitohappoMaitohappo
Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää
maitohappomaitohappo
MissMissää maitohappoa syntyy? Missmaitohappoa syntyy? Missää sitsitää
kkääytetytetääään?n?
O
O
O
H
H
HH
H
H
OksaalihappoOksaalihappo
Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää
oksaalihappooksaalihappo
MistMistää voit lvoit lööytytääää oksaalihappoaoksaalihappoa? Mihin sit? Mihin sitää
kkääytetytetääään?n?
C
C
OH
O
OH
O
28
KYSELYLOMAKE OPPILAILLE
Vastaa sanallisesti tai valitse mielestäsi paras vaihtoehto (ympyröi se). Voit halutessasi jatkaa
paperin kääntöpuolelle.
Olen tyttö ( )/ poika ( )
1. Pidän kemiasta
a) Se on lempiaineeni
b) Se on mukava kouluaine
c) Kemia on kouluaineena ihan O.K., mutten siitä kovin pidä
d) En pidä kemiasta
2. Opettajan vaikutus kouluaineeseen
a) On yhdentekevää, millainen opettaja on
b) Opettaja vaikuttaa vain vähän siihen, kuinka paljon pidän sen opettajan opettamasta aineesta
c) Opettaja vaikuttaa paljon siihen, kuinka paljon pidän sen opettajan opettamasta kouluaineesta
3. Kemian kokeelliset työt, esim. laboratoriossa
a) Kemia ilman kokeita on tylsää
b) Kemiassa ei tarvita kokeita, teoria riittää oppimiseen
c) Kemian kokeet ovat hyviä, koska ne auttavat teorian oppimisessa
d) Kemiassa kokeet ovat parasta
4. Kemian kokeiden teko
a) On paras että opettaja tekee kokeet luokan edessä, ja oppilaat saavat katsoa
b) Parasta on saada tehdä itse kokeita: yksin, pareittain tai ryhmässä
c) Sekä opettaja tekee että oppilaat tekevät
5. Mikä oli tällä tunnilla hyvää (Voit valita useamman vaihtoehdon!)
a) Historiaan liittyvät jutut
b) Tietokoneen käyttö
c) Molekyylien piirtäminen
d) Luokan kanssa tehty retki yliopistolle
e) erilainen kemiantunti (ei luokassa pidettty)
6. Miten tunti olisi ollut mielestäsi parempi
7. Terveiset opettajille tai yliopistolle