Keemia – gümnaasium

I kursus "Keemia alused"

Näide 1: Perioodilisussüsteem

Miks kasutatakse mõistet perioodilisussüsteem? x-y joondiagrammi koostamine perioodilisustabeli andmete põhjal.

Töö on individuaalne või paaristöö. Lasta õpilastel koostada joondiagrammid, mis kajastaksid:

  1. aatomite järjenumbri (tuumalaengu) muutumist perioodis;
  2. aatomite elektronegatiivsuste muutumist perioodis.

Töö läbiviimiseks otsivad õpilased andmed internetist:

  1. aatomite sümboleid ja järjenumbreid;
  2. elektronegatiivsusi (andmeid leidub tabelitena kui sisetada otsingusõna): electronegativity chart;
  3. saadud andmete põhjal luuakse graafik (elektronegatiivsuse väärtuse sõltuvust aatomi järjenumbrist);
  4. graafikule lisatakse tekstina kohad, kus algab uus periood;
  5. failis kirjeldatakse, miks kasutatakse terminit perioodilisus tabel;
  6. loodud fail lisatakse ühiskausta.

Graafikute loomisele järgneval tunnil on hea kasutada loodud graafikute meenutamiseks laulu: Chemistry Music Video 15: Elemental Funkiness (autor: Mark Rosengartenhttps://www.youtube.com/watch?v=1PSzSTilu_s

Digipädevuste osaoskused:

  • INFO (IV - 1.1. Info otsimine ja sirvimine, IV - 1.2. Info hindamine, IV - 1.3. Info salvestamine ja taasesitamine)
  • SUHTLUS (IV - 2.1. Suhtlemine digivahenditega, IV - 2.2. Info ja sisu jagamine)
  • SISULOOME (IV - 3.1. Digitaalne sisuloome, IV - 3.2. Uue teadmise loomine, IV - 3.3. Autoriõigus ja litsentsid)
  • TURVALISUS (IV - 4.2. Isikuandmete kaitsmine)

Näide 2: Elektrolüüdid

Mis on elektrolüüdid? Kus on elektrolüüdid? Millised on elektrolüütide omadused?

PhET colorado simulatsiooni, elektrolüüdid, kasutamine https://phet.colorado.edu/sims/html/acid-base-solutions/latest/acid-base-solutions_en.html

  1. Kasutada tunnis paaristööna õppimisel äppi/ simulatsiooni. Simulatsiooni efektiivseks kasutamiseks on hea eelnevalt anda õpilastele jagatud fail, kuhu kirjutatakse vastused. Õpetaja koostatud küsimused võivad olla nt:
    1. Millest sõltub lahuse pH?
    2. Millise aine korral põleb hõõglamp kõige tugevamini: tugev elektrolüüt, nõrk elektrolüüt, tugev alus või nõrk alus?
    3. Mida iseloomustavad võrrandid:
      1. 2H2O ⇌ OH- + H3O+
      2. HA + 2H2O ⇌ A- + H3O+
      3. HA + 2H2O ⇢ A- + H3O+
      4. B + H2O  ⇌ OH- + BH+
      5. MOH ⇢ OH- + M+
  2. Online lehel võib olla ka ülesanne, kus õpilased teevad ekraanipildi,  lisavad selle jagatavasse faili ning kirjutavad sinna juurde ainepõhise selgituse.
  3. Õpilased võivad teha graafiku enda valitud keskkonnas või programmis (kasutades “My solution”) kontsentratsiooni ning pH sõltuvusest, lisades sinna juurde pildilisi näiteid ning kasutusvaldkondi elektrolüütide  molekulidest ning kasutamisest igapäevaelus. Pilte otsitakse ning leitakse erinevate otsingumootorite abil.

Digipädevuste osaoskused:

  • INFO (IV - 1.1. Info otsimine ja sirvimine, IV - 1.2. Info hindamine, IV - 1.3. Info salvestamine ja taasesitamine)
  • SUHTLUS (IV - 2.1. Suhtlemine digivahenditega, IV - 2.2. Info ja sisu jagamine, IV - 2.4. Koostöö digitehnoloogia toel)
  • SISULOOME (IV - 3.1. Digitaalne sisuloome, IV - 3.2. Uue teadmise loomine, IV - 3.3. Autoriõigus ja litsentsid)
  • TURVALISUS (IV - 4.2. Isikuandmete kaitsmine)
  • PROBLEEMILAHENDUS (IV - 5.2. Vajaduste väljaselgitamine ja neile tehnoloogiliste lahenduste leidmine, IV - 5.3. Innovatsioon ja tehnoloogia loov kasutamine)

Näide 3: Le Chatelier printsiip

Mis on Le Chatelier printsiip? (video leidmine, selle abil enda animeeringu koostamine)

Õpilased jaotatakse kolmest õpilasest koosnevateks rühmadeks. Neile antakse ülesanded, mis vormistatakse ühisdokumendis :

  1. Leia youtube.com lehelt link videole, mis selgitab temperatuuri rolli pööratava reaktsiooni kulgemises (Le Chatelier printsiibi olemusest lähtudes). Teistel gruppidel: rõhu roll reaktsiooni pööramisel, kontsentratsiooni roll Le Chatelier printsiibi rakendumisel;
  2. Kleepige ühisdokumenti leitud video link ning lisage omapoolne lühiselgitus; kontrollige, kas printsiibi kulgemise selgitused on ühesugused;
  3. Looge animeering Le Chatelier’i printsiibi kulgemisest (kasutades nt: https://www.moovly.com/en/login);
  4. Lisage enda loodud animeeringu link.

Järgneval tunnil tehakse ühine kokkuvõte, millele võib eelneda õpilastel üksteise tööde hindamine .

Digipädevuste osaoskused:

  • INFO (IV - 1.1. Info otsimine ja sirvimine, IV - 1.2. Info hindamine, IV - 1.3. Info salvestamine ja taasesitamine)
  • SUHTLUS (IV - 2.1. Suhtlemine digivahenditega, IV - 2.2. Info ja sisu jagamine, IV - 2.4. Koostöö digitehnoloogia toel)
  • SISULOOME (IV - 3.1. Digitaalne sisuloome, IV - 3.3. Autoriõigus ja litsentsid)
  • TURVALISUS (IV - 4.2. Isikuandmete kaitsmine)
  • PROBLEEMILAHENDUS (IV - 5.2. Vajaduste väljaselgitamine ja neile tehnoloogiliste lahenduste leidmine, IV - 5.3. Innovatsioon ja tehnoloogia loov kasutamine)

II kursus "Anorgaanilised ained"

Näide 1: Aineringed

Quizizz (http://quizizz.com/) või quizelize (https://www.quizalize.com/) interaktiivse testi kasutamine õpiprotsessis.

Tööd on hea teha rühmas: paarides või kolmikutes. Õpilaste kasutada on kaks digivahendit (kas arvutit või tahvelarvutit). Töö eesmärk on panna õpilased sügavamalt analüüsima lämmastikuringet (või süsiniku või väävliringet) iseloomustavat joonist. Quizizz ja quizalize võimaldavad õpilasrühmal iseseisvas rühmas õppida nind vastata küsimustele. Kui õpetaja koostatud on ca 25 küsimust, siis peaks jätkuma tegevust terveks tunniks. Eeltoodust lähtudes peaks ka õpilastele andma ülesande - luua 25 küsimust ja vastust, mis iseloomustaksid mõne aineringe olemust ja kulgemist (sh reaktsioonid).

Õpetaja võib teha tööd ka mitme tunni vältel:

  1. tunnil jaotab õpilased rühmadesse (süsihappegaasi ringe, veeringe, lämmastiku ringe, väävli ringe, fosforiringe);
  2. õpilased tutvuvad materjaliga;
  3. omandatud materjali kohaselt koostavad õpilased 15 erinevat küsimust (keskkondades:  Quizizz (http://quizizz.com/) või quizalize (https://www.quizalize.com/) koos vastamist võimaldavate vastusevariantidega;
  4. järgneval tunnil vastavad õpilased aine ringe pildi abil teiste õpilaste koostatud küsimustele ning annavad hinnangu koostatud testile.

Digipädevuste osaoskused:

  • INFO (IV - 1.1. Info otsimine ja sirvimine, IV - 1.2. Info hindamine, IV - 1.3. Info salvestamine ja taasesitamine)
  • SUHTLUS (IV - 2.1. Suhtlemine digivahenditega, IV - 2.2. Info ja sisu jagamine, IV - 2.4. Koostöö digitehnoloogia toel)
  • SISULOOME (IV - 3.1. Digitaalne sisuloome, IV - 3.3. Autoriõigus ja litsentsid)
  • TURVALISUS (IV - 4.2. Isikuandmete kaitsmine)
  • PROBLEEMILAHENDUS (IV - 5.2. Vajaduste väljaselgitamine ja neile tehnoloogiliste lahenduste leidmine, IV - 5.3. Innovatsioon ja tehnoloogia loov kasutamine)

Näide 2: Mittemetallid igapäevaelus

Õpilaspaarile antakse internetipõhine ülesanne: tutvustada teistele 2 min jooksul ühte mittemetalli. Mittemetallide valikul lähtuda õppekava soovitustest: vesinik, hapnik, väävel, lämmastik, fosfor, kloor,broom, jood, fluor, räni, süsinik.

Aine tutvustamisel käsitleda teemasid: a) asend perioodilisussüsteemis; b) vajalikkus/ kasutamine igapäevases elus; c) lihtainet iseloomustav pilt; d) lisa linkidena viited kasutatud kirjandusele.

Innustada õpilasi kasutama erinevaid esitluse meetodeid (sh MSPowerPoint, Prezi, Nearpod vmt) - esitlus teha paaris.

Õpilasi, kes kuulavad, saab suunata looma endale esitlustepõhist mõttekaarti (nt: spiderscribe.net), millel on olemas nii äpp kui online põhine versioon. NB! Tööks kuluv aeg sõltub klassis olevate õpilaste arvust ning rühma suurusest.

Õpetajal on hea koguda failid/lingid ühte kausta.

Digipädevuste osaoskused:

  • INFO (IV - 1.1. Info otsimine ja sirvimine, IV - 1.2. Info hindamine, IV - 1.3. Info salvestamine ja taasesitamine)
  • SUHTLUS (IV - 2.1. Suhtlemine digivahenditega, IV - 2.4. Koostöö digitehnoloogia toel)
  • SISULOOME (IV - 3.1. Digitaalne sisuloome, IV - 3.3. Autoriõigus ja litsentsid)
  • TURVALISUS (IV - 4.2. Isikuandmete kaitsmine)
  • PROBLEEMILAHENDUS (IV - 5.2. Vajaduste väljaselgitamine ja neile tehnoloogiliste lahenduste leidmine, IV - 5.3. Innovatsioon ja tehnoloogia loov kasutamine)

Näide 3: Metallide kasutamise ajalugu

Lasta õpilaspaaril luua ajatelg metallide kasutusele võtmisest ning metalli saamist võimaldavast reaktsioonivõrrandist. Ajatelje loomise võimalus lasta õpilastel valida iseseisvalt. Kuna metalle on palju ning erinevaid, siis oleks hea õpilastele anda valikusse ette mõned metallid: kuld, vask, raud, alumiinium, tsink, naatrium jmt. Samas oleks otstarbekas jätta õpilasele võimalus lisada teljele metalle lähtudes isiklikust huvist. Info otsinguks kasutada Internetti.

Ajatelje loomise tunni järel oleks hea kolmel õpilaspaaril ajatelgi võrrelda - leida selle käigus erinevused ning sarnasused.

Digipädevuste osaoskused:

  • INFO (IV - 1.1. Info otsimine ja sirvimine, IV - 1.2. Info hindamine, IV - 1.3. Info salvestamine ja taasesitamine)
  • SUHTLUS (IV - 2.1. Suhtlemine digivahenditega, IV - 2.4. Koostöö digitehnoloogia toel)
  • SISULOOME (IV - 3.1. Digitaalne sisuloome, IV - 3.3. Autoriõigus ja litsentsid)
  • TURVALISUS (IV - 4.2. Isikuandmete kaitsmine)
  • PROBLEEMILAHENDUS (IV - 5.2. Vajaduste väljaselgitamine ja neile tehnoloogiliste lahenduste leidmine, IV - 5.3. Innovatsioon ja tehnoloogia loov kasutamine)

Näide 4: Ühine ülesanne keemias, bioloogias, füüsikas ja geograafias

  • Keemia: Anorgaanilised ained: metallid ja mittemetallid (ained keskkonnas) ning orgaanilised ained keskkonnas
  • Bioloogia: Keskkonnakaitse, keskkonnamürgid ja elusorganismide tervis
  • Füüsika: Tuumafüüsika. Tuumafüüska rakendusi
  • Geograafia: Keskkond ja jätkusuutlik areng
  1. Töö aluseks on infoallikas teatud keskkonnaprobleemi kohta (artikkel, andmebaas, uurimistöö kokkuvõte jm). Infoallikate näited:
    1. T. Kändler 2009, Elementide seljas läbi inimkonna ajaloo, http://www.horisont.ee/node/1152 ,
    2. E. Puura,2009, Elavhõbedast Läänemeres, www.bioneer.ee/eluviis/loodus/aid-4294/ERIK-PUURA%3A-Elavhõbedast-Läänemeres
    3. Ott Roots Leili Järv  Saasteainete uuring Läänemeres http://www.pria.ee/docs/resources/8894.pdf?
    4. Peterburi lähedal lekib keemiliste jäätmete hoidla (BNS, PM) http://maailm.postimees.ee/3562293/peterburi-lahedal-lekib-keemiliste-jaatmete-hoidla
    5. Arstid kinnitasid Juštšenko mürgitamist, “Postimees” 13.12.2004 http://www.postimees.ee/1449519/arstid-kinnitasid-ju-t-enko-murgitamist
    6. Kahtlusalune: Litvinenko surm oli juhuslik enesetapp, “Postimees” 8.04.2015  http://maailm.postimees.ee/3149615/kahtlusalune-litvinenko-surm-oli-juhuslik-enesetapp
  2. Õpilased loovad infograafika (nt Canva, https://www.canva.com) valitud teabeallika põhjal probleemi kokkuvõtvaks, mitmekülgseks ja illustreeritud käsitlemiseks. Kas on veel infograafika keskkondi?
  3. Loodud infograafika alusel koostatakse virtuaalne näitus, näiteks pildipankades (Flickr, Picasa jt).

Digipädevuste osaoskused:

  • INFO (IV - 1.1. Info otsimine ja sirvimine, IV - 1.2. Info hindamine, IV - 1.3. Info salvestamine ja taasesitamine)
  • SUHTLUS (IV - 2.1. Suhtlemine digivahenditega, IV - 2.4. Koostöö digitehnoloogia toel)
  • SISULOOME (IV - 3.1. Digitaalne sisuloome, IV - 3.3. Autoriõigus ja litsentsid)
  • TURVALISUS (IV - 4.2. Isikuandmete kaitsmine)
  • PROBLEEMILAHENDUS (IV - 5.2. Vajaduste väljaselgitamine ja neile tehnoloogiliste lahenduste leidmine, IV - 5.3. Innovatsioon ja tehnoloogia loov kasutamine)

III kursus "Orgaanilised ained"

Näide 1: Abstraktsed keemilised protsessid

Kuidas selgitada abstraktseid keemilisi protsesse? Video koostamine - abstraktsel teemal (reaktsioonivõrrandi olemus) või iseloomustamaks mõnda keemilist reaktsiooni

Videot on õpilastel hea lasta teha protsessi kohta, mida üldiselt on keerukas mõista. Video loomisel on võimalus anda õpilastele palju vabadust ning sellisel juhul on tulemus üllatuseks õpetajalegi. Samas peab pöörama tähelepanu ka keemilisele protsessi korrektsusele.

Vahendid: nutitelefon, tahvelarvuti või fotoaparaat filmimiseks.

Keerukama video loomisel arvestada 3 koolitunniga.

Etapid:

  1. stsenaariumi ja loo koostamine - keemilise korrektsuse kontrollimine (informatsiooni kontrollimiseks kasutada andmeid internetist või õpikutest);
  2. filmimine ning filmi koostamine - sh lõputiitrid ja pealkirjad;
  3. filmide vaatamine ning analüüs.

Näide õpilaste tööst: https://www.youtube.com/watch?v=sUs75e55IUM

Digipädevuste osaoskused:

  • INFO (IV - 1.1. Info otsimine ja sirvimine, IV - 1.2. Info hindamine, IV - 1.3. Info salvestamine ja taasesitamine)
  • SUHTLUS (IV - 2.1. Suhtlemine digivahenditega, IV - 2.2. Info ja sisu jagamine, IV - 2.4. Koostöö digitehnoloogia toel)
  • SISULOOME (IV - 3.1. Digitaalne sisuloome, IV - 3.3. Autoriõigus ja litsentsid)
  • TURVALISUS (IV - 4.2. Isikuandmete kaitsmine)
  • PROBLEEMILAHENDUS (IV - 5.2. Vajaduste väljaselgitamine ja neile tehnoloogiliste lahenduste leidmine, IV - 5.3. Innovatsioon ja tehnoloogia loov kasutamine)

Näide 2: Orgaanilised ained igapäevaelus

Kus kasutatakse orgaanilisi aineid igapäevaelus? Orgaaniliste ainete kasutamine igapäevaelus: padlet

Õpilaspaarile antakse ülesanne leida orgaanilise ülesande kasutusvaldkondi igapäevases elus. Padleti sisestavad õpilased ENDA loodud molekuli pildi, lühiiseloomustuse, mõne iseloomustava reaktsioonivõrrandi ning kasutusvõimalused igapäevaelus. Valitud molekulid võiksid olla: etanool, etaanhape, metanool, metaanhape, propanoon, polüeteen, benseen, aniliin, fenool, propaan, butaan, glütserool, rasvhapped, …

Ülesandele saab läheneda ka nii, et õpilased otsivad kodusest majapidamisest mõne puhastusvahendi või muu kodukemikaali ning teevad tema etiketist pildi. Koolis leitakse selgitusi etiketil kirjutatud nimetustele ning koostatakse nende abil padletis ühine tahvel.

Digipädevuste osaoskused:

  • INFO (IV - 1.1. Info otsimine ja sirvimine, IV - 1.2. Info hindamine, IV - 1.3. Info salvestamine ja taasesitamine)
  • SUHTLUS (IV - 2.1. Suhtlemine digivahenditega, IV - 2.2. Info ja sisu jagamine, IV - 2.4. Koostöö digitehnoloogia toel)
  • SISULOOME (IV - 3.1. Digitaalne sisuloome, IV - 3.3. Autoriõigus ja litsentsid)
  • TURVALISUS (IV - 4.2. Isikuandmete kaitsmine)
  • PROBLEEMILAHENDUS (IV - 5.2. Vajaduste väljaselgitamine ja neile tehnoloogiliste lahenduste leidmine, IV - 5.3. Innovatsioon ja tehnoloogia loov kasutamine)

Näide 3: Molekuli loomine

Molekulide loomine programmi ACD/ChemSkech abil

Taaskord on vajalik luua orgaaniliste molekulide struktuure (sealhulgas ka nimetusi) nagu ka 9.  klassis. Hea on kasutada vabavaralist programmi ACD/ChemSkechi:

Õpilased loovad individuaalselt molekule õpetaja poolt etteantud nimetuste põhjal. Kui õpilased ei ole programmi või äpiga eelnevalt kokku puutunud, siis peab neid algselt pikemalt tutvustama ning seejärel saavad õpilased iseseisvalt molekule luua.

Õpilastele antakse ette ka juhendid, milles on näidatud ära vajalike nuppude funktsioonid. On hea kui õpilased töötavad iseseisvalt.

  1. etaanhape (tasapinnaliselt)
  2. metaanhape (ruumiliselt)
  3. bensoehape (lihtsustatult)
  4. dietaanhape (graafiliselt)
  5. õunhape (tasapinnaliselt)
  6. võihape (ruumiliselt)
  7. sidrunhape (lihtsustatult)
  8. askorbiinhape (graafiliselt)

Loodud molekulide pildid lastakse kopeerida kas MSWord faili või Google Drive dokumenti. Digitaalse keemilise kirjaoskuse arendamise eesmägil lastakse kirjutada juurde molekuli summaarne valem, IUPAC’i nomenklatuuri põhine nimetus ning hea oleks leida internetist ka rahvapärane nimetus.

Loodud faile jagavad õpilased õpetajaga läbi ühistöö kausta. Tööd on alati võimalus jätkata:

  1. lisada pildiline materjal antud hapete leidumisest või kasutamisest;
  2. antud teema kokkuvõtteks oleks hea koostada õpilastele ka kahoot.it; quizizz.com; quizalize.com keskkonnas vaadelud hapete põhiselt.

Digipädevuste osaoskused:

  • INFO (IV - 1.1. Info otsimine ja sirvimine, IV - 1.2. Info hindamine, IV - 1.3. Info salvestamine ja taasesitamine)
  • SUHTLUS (IV - 2.1. Suhtlemine digivahenditega, IV - 2.2. Info ja sisu jagamine, IV - 2.4. Koostöö digitehnoloogia toel)
  • SISULOOME (IV - 3.1. Digitaalne sisuloome, IV - 3.3. Autoriõigus ja litsentsid)
  • TURVALISUS (IV - 4.2. Isikuandmete kaitsmine)
  • PROBLEEMILAHENDUS (IV - 5.2. Vajaduste väljaselgitamine ja neile tehnoloogiliste lahenduste leidmine, IV - 5.3. Innovatsioon ja tehnoloogia loov kasutamine)

Õpilugude autor: Katrin Soika (Gustav Adolfi Gümnaasium)