Chilien tulisuuden tutkiminen ja määrittäminen – kokeellisen työn kehittäminen lukioon

Abstract

Vuoden 2019 lukion opetussuunnitelmassa painotetaan laaja-alaista osaamista sekä monipuolisten opetusmenetelmien käytön tärkeyttä. Kemian opetuksen tavoitteiksi mainitaan muun muassa kriittisen ajattelun oppiminen, kemiallisten tutkimusmenetelmien tunteminen sekä laboratorioturvallisuuden tietäminen ja noudattaminen. Opiskelijoiden pitäisi saada valmiudet tieteellisen tutkimuksen suunnitteluun, toteutukseen ja sen antamien tulosten arviointiin. Näin ollen opiskelijoiden täytyy kyetä muodostamaan kysymyksiä tarkasteltavista ilmiöistä, tuntea erilaisia tutkimustapoja- ja menetelmiä sekä osata työskennellä turvallisesti.

Kokeellisten töiden avulla voidaan konkreettisesti tekemällä opettaa opiskelijoille muun muassa turvallisuusosaamista, yhteistyötaitoja, tutkimusmenetelmiä ja teorian yhdistämistä havaittuihin ilmiöihin. Oppimisen kannalta ihanteellisinta on, jos kokeellinen työ on opiskelijoiden mielestä kiinnostava ja heistä tuntuu, että he pystyvät käyttämään ennakkotietojaan ja -taitojaan työn suorittamiseen. Työ ei saisi tuntua opiskelijoista liian stressaavalta, mutta samalla sen pitäisi tarjota haastetta. Kokeellisen työn tekemisen aikana koetut tunteet vaikuttavat hyvin vahvasti optimaalisen oppimistilanteen saavuttamiseen. Negatiiviset tunteet, kuten tylsistyneisyys tai turhautuneisuus, vaikeuttavat optimaalisen oppimistilanteen saavuttamista. Sitä vastoin positiiviset tunteet, kuten ilo ja itsevarmuus, edesauttavat tätä. Optimaalisen oppimistilanteen saavuttaminen on kuitenkin harvinaista, sillä kaikki siihen vaadittavat tekijät ovat harvoin yhtä aikaa kohdallaan kaikilla opiskelijoilla.

Tämän kehittämistutkimuksen tavoitteena oli kehittää työ, jossa opiskelijat pääsisivät harjoittelemaan tieteellisen tutkimuksen vaatimia taitoja mahdollisimman optimaalisessa oppimistilanteessa. Tutkimusta ohjasi neljä tutkimuskysymystä: mitä mahdollisuuksia chilien opetuskäytöllä on kemian opetuksessa, mitä vuoden 2019 lukion opetussuunnitelmassa olevia tavoitteita työhön sisällytetään, miten työn eri vaiheet tukivat optimaalista oppimistilannetta ja miten tavoitteiden saavuttamisessa onnistuttiin.

Kehittäminen tapahtui yhdessä syklissä. Ensimmäinen vaihe oli ongelma-analyysi ja toimivan kokeellisen työn kehittäminen. Toisessa vaiheessa lukio-opiskelijat tulivat kokeilemaan kehitettyä työtä. Opiskelijoille tehdyn kyselytutkimuksen avulla pyrittiin selvittämään, miten lähelle optimaalista oppimistilannetta työn aikana päästiin. Lopullinen kehittämistuotos oli kokeellinen työ, jossa chilien tulisuutta ja kapsaisiinipitoisuutta tutkitaan ja vertaillaan paperikromatografian, Folin-Ciocalteu-menetelmässä tapahtuvan värimuutoksen sekä maistelukokeen avulla. Työhön valittiin chilit, koska ne ovat lähes kaikille opiskelijoille tuttuja,ja niiden hankkiminen on helppoa ja edullista. Chilien tulisuuden aiheuttaa pääosin niiden sisältämä kemiallinen yhdiste nimeltä kapsaisiini, joka on rasvaliukoinen vanillyyliaminin ja 8-metyylinonenoiinihapon johdannainen.

Opiskelijat pystyivät työn avulla tunnistamaan neljän tuntemattoman näytteen joukosta paprikan,sekä laittamaan muut kolme chilinäytettä tulisuusjärjestykseen kapsaisiinipitoisuuden perusteella.Kyselytutkimuksessa saadut tulokset olivat myös positiivisia. Opiskelijat pitivät työtä kiinnostavana, uteliaisuutta herättävänä ja hyödyllisenä. Työtä ei tosin pidetty tarpeeksi haastavana. Tämän perusteella päästiin kuitenkin melko lähelle optimaalista oppimistilannetta.