Uurimislaborisse pöördus murelik talupidaja Jüri, kaasas ämbritäis proovi, mis võetud talude vahel asuvast reostunud tiigist. Noorte uurijate-laborantide ülesandeks on välja selgitada, mis on juhtunud külaelanike seas hinnatud ujumistiigiga, kes selle eest vastutab ja kuidas oleks võimalik tiigi olukorda parandada. Detektiivitöö keskmes olev tiigiproov saab kihtide kaupa põhjalikult läbi uuritud, võttes appi nii isiklikud meeled kui ka leidlikud eksperimendid keemia ja füüsika vallast. Programmi lõpuks teavad õpilased, millistel tegevustel võib olla negatiivne keskkonnamõju veekogudele.
Seos õppekavaga ja ainetevaheline lõiming:
Õpitulemused põhikooli riiklikust õppekavast, mille saavutamist programm toetab:
Loodusõpetus, III kooliaste:
1) sõnastab uurimisprobleeme ja -küsimusi ning hüpoteese, mida saab katse või vaatluse kaudu uurida (kontrollida), plaanib ja korraldab koos kaaslastega katseid, kogub andmeid, vormistab tulemused tabelite ja joonistena; teeb andmete põhjal kehtivaid järeldusi, esitab tulemused (sh digitaalselt);
21) analüüsib enda tegevuse võimalikku keskkonnamõju ja ökoloogilist jalajälge; põhjendab energiasäästu vajadust.
Füüsika, mehaanika:
17) rakendab probleemülesandeid lahendades järgmisi seoseid: 𝑣 = 𝑠/𝑡 ; 𝜌 = 𝑚/𝑉 ; 𝐹 = 𝑚𝑔; 𝑝 = 𝐹/𝑆 ; 𝑝 = 𝜌𝑔ℎ; 𝐹ü = 𝜌𝑔𝑉; 𝐴 = 𝐹𝑠; 𝑁 = 𝐴/𝑡 ; 𝑓 = 1/𝑇 .
Keemia, anorgaaniliste ainete põhiklassid:
6) teab keemilise saaste allikaid ja analüüsib saastumise tekkepõhjusi, saastumisest tingitud keskkonnaprobleeme (happesademed, raskmetallide ühendid, üleväetamine) ning võimalikke keskkonna säästmise meetmeid.
Läbiv teema programmis (põhikooli riikliku õppekava järgi):
"Keskkond ja jätkusuutlik areng"- programmi keskmes on reostunud tiigist võetud proov ning õpilaste ülesanne on tuvastada, mis on reostust põhjustanud ja kuidas inimesed (sh õpilased ise) sellist reostust vältida saaksid.
Programmis lõimitakse loodusaineid:
- uurimisküsimuste ja hüpoteeside püstitamine, tuginedes keemia- ja/või füüsikateadmistele (loodusõpetus ja keemia; loodusõpetus ja füüsika);
- füüsikaliste omaduste poolest erinevate kihtide eraldamine keemialabori võtetega (füüsika ja keemia);
- kaardi põhjal järelduste tegemine võimalike reostusallikate kohta (geograafia ja loodusõpetus);
- väetiste vastutustundlik kasutamine põllumajanduses, et vältida veekogude eutrofeerumist (geograafia ja keemia).
Õpitulemused:
- miks on oluline prügi sorteerida;
- kui kaua erinevad materjalid looduses lagunevad;
- mis on veekogu eutrofeerumine ja kuidas seda vältida;
- mis on ainesisalduse kvalitatiivne ja kvantitatiivne määramine;
- mis mõju on õlireostusel loodusele.
Õpilane oskab:
- laboris ohutult töötada;
- sõnastada uurimisküsimusi ja planeerida sobivaid katseid neile vastuste leidmiseks;
- määrata ioonide sisaldust lahuses kvalitatiivselt;
- katseliselt määrata vedeliku viskoossust;
- teha järeldusi saadud katsetulemuste põhjal.
Õpilane väärtustab:
- veekogu kui elukeskkonda.
Lisaks arendab programm õpilaste koostöö-, arutelu- ja analüüsioskust.
Üldpädevused:
Meetodid ja vahendid:
Programmis kasutatakse probleemipõhist õpet ning katseid tehakse paaristööna.
Vahendid individuaalselt: laborikitlid, kummikindad, kaitseprillid, pintsetid, kirjutusvahendid, tööleht.
Vahendid paarile: tiigiproov, kemikaalid, klaas- ja plastnõud (keeduklaasid, lehtrid, jaotuslehter, pipetid, eri suuruses topsid), filterpaberid, mõõtesilindrid õliga, metallkuulid, stopper, juhendid.
Juhis õpetajale:
Eelteadmised ja varustus: Programmis osalevaid õpilasi ei ole vaja selle programmi jaoks spetsiaalselt ette valmistada. Kasuks tulevad teadmised ioonidest ja füüsikalistest suurustest. Õppe- ja kirjutusvahendeid kaasa võtma ei pea.
Riietus: Programm toimub õppelaboris, kus töötamiseks antakse õpilastele kitlid. Õpilase enda riietus peaks olema mugav ja sobima laboritööks — vältida lühikesi pükse ja seelikuid ning lahtiseid jalanõusid. Üleriided palume jätta Chemicumi garderoobi. Vahetusjalanõud ei ole vajalikud.
Õpetaja roll: Õpetajal on võimalik olla vaatleja rollis või soovi korral koos õpilastega tööd kaasa teha. Enne külastust palume, et õpetaja annaks läbiviijatele eelinfot erivajadustega õppijatest.
Tagasiside: Pärast programmi läbiviimist saadame õpetajale e-posti teel tagasisideküsimustiku, mille täitmist me palume. Lisaks on oodatud õpetaja kohene tagasiside programmi vältel.
Lisaks eeldame, et õppeprogrammis läbitavaid teemasid ja saadud teadmisi seostatakse õpilaste edasises õppetöös.
Sihtrühm:
Kestus:
Grupi suurus:
Toimumise aeg:
Hind:
Lisainfo:
Laborisse mahub mugavalt kuni 24 õpilast, suuremate gruppide korral palume võtta eelnevalt ühendust meiliaadressil maarja.taht@ut.ee. Maksumus on programmipõhine.
Õpilaste turvalisuse tagamiseks ja programmi sujuvaks toimimiseks on igas programmis 3-4 juhendajat.
Programmi on võimalik läbi viia ka HEV õpilastele. Enne külastust palume, et õpetaja annaks läbiviijatele eelinfot erivajadustega õppijatest.
Laboriruum asub hoone 1. korrusel ja on kergesti ligipääsetav, kuid tööpinnad on kõrged ja ei pruugi olla mugavas ulatuskauguses ratastooliga liikujatele.
Programmi keskel tehakse 15-minutiline sirutuspaus, soovi korral on võimalik teha pikem paus. Hoones asub Chemicumi kohvik, kust osaleja saab endale iseseisvalt lõunasöögi osta.
Läbiviimise koht:
Läbiviimise asukoht:
58.367035469899, 26.693313623335
Programmi läbiviija:
Uurimislabori juhataja Maarja Täht, MSc; kogemus haridusprogrammide läbiviijana aastast 2019
Lisaks aitavad programmi läbi viia TÜ loodus- ja täppisteaduste valdkonna bakalaureuse-, magistri- ja doktoriõppe tudengid ja vilistlased, kellel on põhjalikud eelteadmised programmi sisust ning kogemus haridusprogrammide läbiviimisel.
Keel:
Viited:
Õppeprogrammi tegevused ja ajakava:
Ajakava:
- sissejuhatus, käitumisreeglid ja ohutus laboris; (30 min)
- taustalugu ja probleemi püstitamine; õpilastele räägitakse programmi legendist; enne juhendite ja töölehtedega tööle asumist sõnastatakse koos õpilastega võimalikud uurimisküsimused ja planeeritakse katsed nendele vastamiseks; (15 min)
- tiigiproovi jagamine osadeks, tahke osa uurimine, prügi sorteerimine; arutletakse, kuidas õpilase käitumine prügi sorteerimisel mõjutab keskkonda; arutletakse, miks leiti proovist mõnda materjali rohkem kui teist (tulenevalt materjali lagunemise kiirusest looduses); (25 min)
- veeproovis ioonide tuvastamine keemiliste katsetega; kõigepealt tuvastatakse kvalitatiivselt fosfaat-, nitrit- ja ammooniumioonide sisaldus veeproovis ning seejärel kvantitatiivselt fosfaat- ja nitritioonide sisaldus; võrreldakse nimetatud ioonide sisaldusi piirnormidega ja arutletakse, miks viib osade ioonide liigne sisaldus veekogus selle eutrofeerumiseni; arutletakse, miks on eutrofeerumine kahjulik (veekogu kui elukeskkond); (30 min)
- sirutuspaus; (15 min)
- õli viskoossuse määramine füüsikaliste katsetega; õliproovi, masinaõli ja toiduõli viskoossuseid võrreldes tuvastatakse õlireostuse päritolu; (50 min)
- kokkuvõte ja arutelu; koos vaadatakse üle täidetud töölehed ja analüüsitakse, kuidas oleks saanud vältida programmis käsitletud veereostust; korduskatsete vajalikkusest rääkimine (klassi keskmiste tulemuste võrdlus individuaalsete tulemustega); (15 min)
Lisaks programmi lõpus olevale kokkuvõttele tehakse lühikesi vahekokkuvõtteid pärast proovi tahke osa uurimist ja ioonide tuvastamist, et olulistele tulemustele kohe tähelepanu pöörata.
Individuaalselt tehtavad tegevused: õpilane täidab töölehte ning vaatleb ja kirjeldab tiigiproovi.
Paaristööna tehtavad tegevused: õpilased võrdlevad erinevaid proovi kihte, eraldavad kihid üksteisest, eraldavad proovi tahkest kihist prügi, liigitavad leitud prügi materjalide järgi, filtreerivad veekihi ning lisavad sellele reaktiive ioonide tõestamiseks, mõõdavad metallkuulide läbimõõdu, et seda viskoossuse valemis kasutada, avaldavad etteantud valemist viskoossuse, teevad korduvaid mõõtmisi kuulikese langemise kiiruse määramiseks ning seeläbi õlide viskoossuste leidmiseks.
Kogu klassiga tehtavad tegevused: arutelu