Loistavan oppilastyön kehittäminen : Loisteaineet ja niitä käsittelevä oppilastyö lukion opetussuunnitelmalle 2019
4.51 MB
avoin
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Lataukset296
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Lukioiden vuonna 2021 voimaan astuvat opetussuunnitelmat seuraavat vuonna 2019
suunniteltuja lukion opetussuunnitelman perusteita, ja niissä on havaittavissa suuria
muutoksia aiempiin verrattuna. Eräs suuri muutos liittyy oppimisen jäsentelyyn:
kurssien sijaan opetus esitetään moduuleissa, joista kootaan opintojaksot
koulukohtaisesti. Opintojakso voi muodostua yhdestä tai useammasta moduulista, ja
nämä moduulit voivat olla kaikki samasta tai useammasta eri oppiaineesta. Useamman
oppiaineen opintokokonaisuudet luovat tarpeen oppiainerajoja ylittäville oppilastöille.
Kemian ja fysiikan opetuksen tavoitteet ovat suurilta osin päällekkäisiä, joten
näiden kahden aineen yhdistäminen on luontaista. Kummankin aineen eräs tärkeä
tavoite on ymmärtää näiden tieteiden sovelluksia yhteiskunnassa ja teknologiassa. Eräs
tällainen sovellus on loisteaineiden ja luminesenssin käyttäminen erilaisissa
käyttökohteissa, kuten LED-lamppujen värin korjaamisessa. Luminesenssia ja
loisteaineita voidaan käsitellä kemian moduuliin KE5 Kemiallinen energia ja
kiertotalous tai fysiikan moduuliin FY8 Aine, säteily ja kvantittuminen liittyen.
Luminesenssi-ilmiössä materiaali absorboi energiaa, joka purkautuu valon fotonina.
Jos energia absorboidaan valosta, ilmiötä kutsutaan fotoluminesenssiksi.
Fotoluminesenssissa absorboidun ja emittoidun valon aallonpituudet eroavat toisistaan.
Materiaaleja, joissa esiintyy luminesenssia, kutsutaan loisteaineiksi. Ceriumilla
seostettu yttriumalumiinigranaatti (Y3Al5O12:Ce3+) on loisteaine, jossa emittoidun
fotonin aallonpituus on virittävää pidempi, ja sitä voidaan tämän takia käyttää sinisten
ledien värin säätämiseen, sillä se hohtaa sinisen valon vaikutuksesta keltaisena.
Oppilastyö, jossa lukiolaiset valmistavat Y3Al5O12:Ce3+ ja päällystävät sillä ledin
kehitettiin Stuckeyn et al. artikkelissa “Microwave Synthesis of a Prominent LED
Phosphor for School Students: Chemistry’s Contribution to Sustainable Lighting”
(J. Chem. Educ. vol. 96, no. 12) esitellyn demonstraation pohjalta. Kehittämisessä
hyödynnettiin kehittämistutkimusta kaksisyklisenä prosessina, jossa kehitettiin ensin
oppilastyön laboratorio-osuutta ja sitten vasta työohjeita.
Oppilastyö havaittiin relevantiksi varsinkin yksilöllisellä ja yhteiskunnallisella
tasolla, mutta vähemmän relevantiksi ammatillisella tasolla, eli opiskelijat kokivat
loisteaineet työn ansiosta mielenkiintoisiksi ja he ymmärsivät loisteaineiden merkitystä
yhteiskunnassa, mutta loisteaineiden parissa työskentelystä ei kuitenkaan kiinnostuttu.
Tosin ne opiskelijat, jotka ovat kaikkein ahkerimpia ja kiinnostuneimpia kemiasta,
kokivat työn muita relevantimmaksi ammatillisella tasolla. Opiskelijat kokivat
oppineensa uutta sekä loisteaineista että kemian tutkimuksesta ja työmenetelmistä.
Opiskelijat oppivat uutta myös luminesenssin ja loisteaineiden teoriasta, mutta eniten
heidän havaittiin oppineen loisteaineiden käyttökohteista, erityisesti arkisista
käyttökohteista.