Käsityksiä liikkeestä ja voimasta

1. Käsityksiä liikkeestä ja voimasta Kalle Juuti Soveltavan kasvatustieteen laitos Mirror/Gisel Hanke

2. Koulutusiltapäivän sisältö • Väitekortit • Opetussuunnitelma • Oppilaiden käsityksiä liikkeestä • Newtonin mekaniikka • Väitekorttien ”vastaukset” • Oppilastöihin tutustuminen

3. Opetussuunnitelman perusteet TAVOITTEET Oppilas oppii • tekemään havaintoja ja mittauksia, etsimään tietoa tutkittavasta kohteesta sekä pohtimaan tiedon luotettavuutta • tekemään johtopäätöksiä havainnoistaan ja mittauksistaan sekä tunnistamaan luonnon ilmiöihin ja kappaleiden ominaisuuksiin liittyviä syy-seuraussuhteita • tekemään yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita, joissa selvitetään ilmiöiden, eliöiden, aineiden ja kappaleiden ominaisuuksia sekä niiden välisiä riippuvuuksia • käyttämään luonnontieteellisen tiedon kuvailemisessa, vertailussa ja luokittelussa fysiikan ja kemian alaan kuuluvia käsitteitä • työskentelemään ja liikkumaan turvallisesti itseään ja ympäristöään suojellen sekä noudattamaan annettuja ohjeita • ymmärtämään päihde- ja vaikuteaineiden vaarallisuuden

4. …perusteet KESKEISET SISÄLLÖT • Energia ja sähkö • Luonnon rakenteet • Maan vetovoima ja kitka sekä voimista aiheutuvia liike- ja tasapainoilmiöitä • turvallinen liikkuminen ja tapaturmien ehkäiseminen • Aineet ympärillämme

5. Skeemat liikeilmiöistä • Kappaleet liikkuvat yhtenäisiä ratoja • Kaksi kappaletta ei ole yhtä aikaa samassa paikassa • Kappaleet putoavat alaspäin, jos niitä ei tueta • Kappaleet eivät muuta liikettään spontaanisti

6. Liike (nopeus) Kappaleen ominaisuus vai Kappaleen ja ympäristön muodostama ilmiö Normaalisti ei tule ajatelleeksi, että kaikki liike koetaan suhteessa Maahan. Havainnoidaan vain osaa kokonaisuudesta (miksi junassa voi heitellä esinettä ylöspäin ja saa sen helposti kiinni?) kuka havainnoi?

7. Taustaoletuksia 1 2 3

8. Voima • Sana voima kielenkäytössä • Onpa hän voimakas • Tuleepa vesi voimalla hanasta • Mikä täällä haisee noin voimakkaasti • Olkoon voima kanssasi • …. • Voimasta puhutaan kun tarkoitetaan energiaa (elävä voima), tehokkuutta, potentiaa, … • Käsite voima fysiikan eriytyneessä kielenkäytössä • Selittää liikkeen muutosta • Kuvaa kahden osapuolen välistä vuorovaikutusta

9. Käsityksiä voimasta Kompromissimalli Newtonin laki

10. Havainto ja sen selitys • Havaitaan liikkeen muutos • Liikkeen muutos selitetään voimalla • Liikkeen muutos (kiihtyvyys) riippuu vuorovaikutuksen voimakkuudesta (voima) ja vuorovaikuttavien kappaleiden hitaudesta (massa)

11. Vuorovaikutuksen osapuolet KAPPALE Massa VUOROVAIKUTUS Voima LIIKKEEN MUUTOS Kiihtyvyys

12. Liikeilmiöiden selittäminen Miksi pallo liikkuu potkun jälkeen, vaikka siihen ei enää kosketeta? Kumpi kohdistaa voiman? Raketti liikkuu avaruudessa? Miten pulkka liikkuu, jos naru katkeaa? Tarkastellaan vuorovaikutuksia Entä putoaminen ? osapuolet

13. Tärkeää koulussa saada oppilaat • huomaamaan ajattelutapansa • keskustelemaan kokemuksistaan • saamaan monipuolisia kokemuksia (oppilaiden välinen tasa-arvo) • tutkimaan syy – seuraussuhteita (ei pelkästään tuttuja tai vieraita ilmiöitä) • puhumaan täsmällisillä termeillä

14. Astel ympäristö • Nettisivut • Kertomukset • Teoria ja tutkimukset • Fysiikka ympärillä • Pelit ja tehtävät • Yksinkertaiset välineet • Miten varmistetaan, että kaikki pääsevät tekemään tutkimuksia ja kirjoittamaan raportteja? • Opettajalle opetuspolku: • osion tavoitteet • keskeiset sisällöt • oppitunnin eteneminen Yhteistoiminnalliset työtavat: kaksi paria yhteen

15. Kiitos Kalle Juuti KL, tutkija Helsingin yliopisto, Soveltavan kasvatustieteen laitos kalle.juuti@helsinki.fi www.edu.helsinki.fi/astel Aristoteles Tessaloniki, Kreikka