Valtakunnalliset valinnaiset opinnot
KE3 Molekyylit ja mallit (2 op)
Moduulissa tarkastellaan hiilen yhdisteitä, niiden rakennetta ja ominaisuuksia. Tieto- ja viestintäteknologiaa käytetään molekyylien mallintamisessa. Hiilen yhdisteiden kemian merkitystä opiskelijan omaan elämään tarkastellaan hyvinvoinnin ja terveyden kannalta. Moduulissa painottuvat myös yhteiskunnallisen osaamisen ja globaaliosaamisen laaja-alaiset tavoitteet.
Tavoitteet
- osaa käyttää ja soveltaa tietoa hiilen yhdisteistä jokapäiväisen elämän ilmiöissä
- osaa soveltaa ainemäärän ja konsentraation käsitteitä
- osaa tutkia kokeellisesti ja erilaisia malleja käyttäen hiilen yhdisteitä
- ymmärtää, kuinka tieto hiiliyhdisteistä rakentuu kokeellisen toiminnan ja siihen kytkeytyvän mallintamisen kautta
- osaa käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa mallintamisen välineenä.
Keskeiset sisällöt
- liuoksen valmistus ja laimentaminen sekä standardisuoran sovittaminen pitoisuuden määrittämiseksi
- hiilivetyjen sekä hiilen happi- ja typpiyhdisteiden funktionaaliset ryhmät ja nimeämisen perusteet
- hapettuminen ja pelkistyminen hiilen happiyhdisteissä
- hiilen yhdisteiden rakenteiden mallintaminen ja ominaisuuksien selittäminen rakenteen avulla
- suhdekaavan ja molekyylikaavan selvittäminen laskennallisesti sekä rakenneisomeria
- kvanttimekaaninen atomimalli, hybridisaatio ja stereoisomeria hiiliyhdisteissä
- tutustuminen spektrien antamaan informaatioon aineen rakenteesta
KE3 Molekyylit ja mallit (2 op), PAIKALLISET KIRJAUKSET
Opintojakson tavoitteet ja keskeiset sisällöt määritellään opetussuunnitelman valtakunnallisissa perusteissa.
Laaja-alaisen osaamisen tavoitteiden ja osa-alueiden toteutuminen opintojaksossa
Opintojaksossa opitaan tunnistamaan hiilen yhdisteitä ja pyritään löytämään näitä myös jokapäiväisen elämän käyttökohteissa. Näitä hiilen yhdisteitä voivat olla esimerkiksi kosmetiikka tai lääkkeet. Näin vahvistetaan yhteiskunnallisen osaamisen osa-aluetta (04).
Opintojaksossa tutustutaan hiiliyhdisteiden etuihin ja haittoihin ja opitaan mallintamaan hiiliyhdisteitä sähköisiä apuvälineitä käyttäen. Näin vahvistetaan globaalin ja kulttuuriosaamisen osa-aluetta (06).
Arviointi
Opintojaksossa arvioidaan yhteiskunnallista ja globaali- ja kulttuuriosaamista jatkuvan arvioinnin avulla seuraten opiskelijan osallistumista tuntityöskentelyyn ja opetuskeskusteluun. Opintojakson kokonaisarviointi perustuu monipuoliseen näyttöön opintojakson aikana. Näyttö voi koostua esimerkiksi kokeellisten töiden tuotoksista, ryhmätyöskentelystä, tuntiaktiivisuudesta sekä formatiivisista ja summatiivisista kokeista. Arviointiperusteet täsmennetään yhdessä opiskelijoiden kanssa opintojakson alussa.
KE4 Kemiallinen reaktio (2 op)
Moduulissa tarkastellaan erilaisia kemiallisia reaktioita ja niiden merkitystä elinympäristössä. Reaktioiden tarkastelussa edetään havainnoista reaktiotuotteiden päättelyyn ja reaktioyhtälön kirjoittamiseen. Reaktioyhtälöä käytetään myös reaktion kvantitatiivisessa tarkastelussa. Moduulin sisällöt mahdollistavat ryhmissä työskentelyn ja kokeellisen työtavan, joissa painottuvat monitieteisen ja luovan osaamisen sekä vuorovaikutusosaamisen laaja-alaiset tavoitteet.
Tavoitteet
- saa kokonaiskuvan kemiallisten reaktioiden moninaisuudesta ja merkityksestä elinympäristössämme
- osaa käyttää ja soveltaa reaktioihin liittyviä käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön ja yhteiskunnan ilmiöissä sekä nykyteknologian sovelluksissa
- osaa tutkia kemiallisia reaktioita kokeellisesti ja erilaisia malleja käyttäen
- ymmärtää aineen häviämättömyyden merkityksen kemiassa.
Keskeiset sisällöt
- reaktioiden tutkiminen kokeellisesti sekä tutkimustulosten käsitteleminen, tulkitseminen ja esittäminen
- kemiallisen reaktion symbolinen ilmaisu ja tasapainottaminen, reaktiotuotteiden kaavat ja nimet
- saanto ja rajoittava tekijä kemiallisessa reaktiossa
- ideaalikaasun tilanyhtälö ja ainemäärä
- saostumis- ja hajoamisreaktio, palamisreaktio
- protolyysi, neutraloituminen ja titraus analyysimenetelmänä
- additio, eliminaatio, substituutio, kondensaatio ja hydrolyysi hiiliyhdisteissä sekä yleisimpien biomolekyylien muodostuminen
- polymeroitumisreaktiot, polymeerien ominaisuudet, käyttö ja elinkaari
KE4 Kemiallinen reaktio (2 op), PAIKALLISET KIRJAUKSET
Opintojakson tavoitteet ja keskeiset sisällöt määritellään opetussuunnitelman valtakunnallisissa perusteissa.
Laaja-alaisen osaamisen tavoitteiden ja osa-alueiden toteutuminen opintojaksossa
Opintojaksossa opitaan tutkimaan kemiallisia reaktioita kokeellisesti ja erilaisia malleja käyttäen. Vuorovaikutusosaamista (02) kehitetään tekemällä näitä tutkimuksia pienryhmissä ja mahdollisesti esittelemällä tuotoksia koko ryhmälle.
Opintojaksossa opitaan soveltamaan reaktioihin liittyviä käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön ja yhteiskunnan ilmiöissä sekä nykyteknologian sovelluksissa. Monitieteistä osaamista (03) voidaan tukea esimerkiksi hyödyntämällä asiantuntijavierailuja tai vierailemalla yrityksissä tai korkeakouluissa. Luovaa osaamista (03) tuetaan tutkimalla reaktioita ja tulkitsemalla tuloksia eri tavoilla ja välineillä.
Opintojaksossa opitaan esimerkkejä luonnossa tapahtuvista kemiallisista reaktioista ja ihmisen toiminnan vaikutuksista niihin. Reaktioyhtälöiden käsittelyn yhteydessä ymmärretään aineen häviämättömyyden merkitys. Muun muassa näiden opintojakson sisältöjen oppimisella vahvistetaan eettisen ja ympäristöosaamisen osa-aluetta (05).
Arviointi
Laaja-alaisen osaamisen osa-alueiden arvioinnissa voidaan käyttää jatkuvaa arviointia, summatiivista arviointia sekä itse- ja vertaisarviointia. Opintojakson kokonaisarviointi perustuu monipuoliseen näyttöön opintojakson aikana. Näyttö voi koostua esimerkiksi kokeellisten töiden tuotoksista, ryhmätyöskentelystä, tuntiaktiivisuudesta sekä formatiivisista ja summatiivisista kokeista. Arviointiperusteet täsmennetään yhdessä opiskelijoiden kanssa opintojakson alussa.
KE5 Kemiallinen energia ja kiertotalous (2 op)
Moduulissa käsitellään kemiallista energiaa ja energian varastointi- ja hyödyntämistapoja. Siinä perehdytään luonnontieteellisen tutkimuksen suunnitteluun sekä tarkastellaan hapettumis- ja pelkistymisreaktioita ja niiden sovelluksia. Eettisyyden ja ympäristöosaamisen laaja-alaisten tavoitteiden lisäksi moduulissa korostuvat vuorovaikutusosaamisen tavoitteet.
Tavoitteet
- ymmärtää kemiallisen energian varastoinnin ja hyödyntämisen periaatteita ja osaa perustella mielipiteitään keskustelussa energiaratkaisuista
- ymmärtää energian häviämättömyyden ja energianmuutokset kemiallisissa reaktioissa
- tuntee merkittävien metallien ominaisuuksia sekä valmistus- ja jalostusprosesseja ympäristövaikutuksineen
- osaa tutkia sähkökemiaan liittyviä ilmiöitä kokeellisesti ja kuvata niitä malleja käyttäen
- tuntee yhteiskunnassa merkittävien metallien kierrätyksen ja kiertotalouden periaatteet sekä niihin liittyviä ratkaisuja.
Keskeiset sisällöt
- reaktiossa sitoutuva tai vapautuva energia muodostumisentalpioiden, sidosenergioiden ja Hessin lain avulla
- reaktiosarja- ja seoslaskujen periaatteet
- hapetusluvut ja hapettumis-pelkistymisreaktiot
- metallien ominaisuuksia ja käyttökohteita, valmistus- ja jalostusprosesseja sekä riittävyys ja kierrätettävyys
- sähkökemian keskeiset periaatteet: jännitesarja, normaalipotentiaali, kemiallinen pari, elektrolyysi ja kemiallisen energian varastointi
- luonnontieteelliseen tutkimukseen tutustuminen tai tutkimuksen tai ongelmanratkaisun ideointi ja suunnittelu
KE5 Kemiallinen energia ja kiertotalous (2 op), PAIKALLISET KIRJAUKSET
Opintojakson tavoitteet ja keskeiset sisällöt määritellään opetussuunnitelman valtakunnallisissa perusteissa.
Laaja-alaisen osaamisen tavoitteiden ja osa-alueiden toteutuminen opintojaksossa
Opintojaksossa tutustutaan luonnontieteelliseen tutkimukseen tai ideoidaan ja suunnitellaan luonnontieteellistä tutkimusta tai muuta ongelmanratkaisua. Näin vahvistetaan vuorovaikutusosaamista (02) sekä luovaa osaamista (03). Lisäksi opintojakson oppimissisältöjä voidaan toteuttaa väittelyin, opetus- tai paneelikeskusteluin.
Opintojaksossa käsitellään kemiallisen energian varastointia ja hyödyntämistä sekä energian tuotantoa. Eettisyyttä ja ympäristöosaamista (05) voidaan vahvistaa esimerkiksi pohtimalla kemian merkitystä kestävämpien ratkaisujen tuottajana teollisuudessa, kierrätyksessä ja uusiutuvan energian tuotannossa.
Arviointi
Opintojaksossa arvioidaan laaja-alaista osaamista jatkuvan arvioinnin avulla seuraten opiskelijan osallistumista tuntityöskentelyyn ja opetuskeskusteluun. Opintojakson kokonaisarviointi perustuu monipuoliseen näyttöön opintojakson aikana. Näyttö voi koostua esimerkiksi kokeellisten töiden tuotoksista, ryhmätyöskentelystä, tuntiaktiivisuudesta sekä formatiivisista ja summatiivisista kokeista. Arviointiperusteet täsmennetään yhdessä opiskelijoiden kanssa opintojakson alussa.
KE6 Kemiallinen tasapaino (2 op)
Moduulissa otetaan käyttöön kemiallisen tasapainon käsite ja tarkastellaan sitä kvantitatiivisesti ja kvalitatiivisesti. Tieto- ja viestintätekniikan avulla esitetään tutkimustuloksia graafisesti ja tulkitaan tuloksia. Moduulissa painottuvat hyvinvointiosaamisen sekä eettisen ja ympäristöosaamisen laaja-alaiset tavoitteet.
Tavoitteet
- tunnistaa kemian merkityksen terveyteen ja ympäristöön liittyvien ongelmien ratkaisemisessa
- osaa tutkia kokeellisesti reaktionopeuteen ja kemialliseen tasapainoon liittyviä ilmiöitä
- osaa käyttää laskennallisia ja graafisia malleja reaktionopeuden ja kemiallisen tasapainon kuvaamisessa, selittämisessä ja ennusteiden tekemisessä
- osaa esittää tutkimustuloksia graafisesti ja arvioida tutkimustuloksia ja -prosessia
- tutustuu teollisuuden prosesseissa ja luonnossa tapahtuviin tasapainoreaktioihin ja niiden merkitykseen.
Keskeiset sisällöt
- kemiallisen reaktion nopeus ja siihen vaikuttavat tekijät
- homogeenisen tasapainon kvalitatiivinen ja kvantitatiivinen käsittely konsentraatioilla, tasapainotilaan vaikuttaminen
- hapot ja emäkset ja niihin liittyvät käsitteet sekä palamistuotteiden reaktiot vedessä
- happo-emästasapainon laskennallinen käsittely
- puskuriliuosten toimintaperiaate sekä elimistön ja luonnon puskurisysteemejä kvalitatiivisella tasolla
- reaktionopeuteen ja tasapainoreaktioihin liittyvien ilmiöiden tutkiminen kokeellisesti sekä ilmiöiden mallintaminen ja analysointi graafisesti tietokonesovelluksella
- tutustuminen kemian tarjoamiin mahdollisuuksiin jonkin terveyteen tai ympäristöön liittyvän ongelman ratkaisemisessa
KE 6 Kemiallinen tasapaino (2 op), PAIKALLISET KIRJAUKSET
Opintojakson tavoitteet ja keskeiset sisällöt määritellään opetussuunnitelman valtakunnallisissa perusteissa.
Laaja-alaisen osaamisen tavoitteiden ja osa-alueiden toteutuminen opintojaksossa
Opintojaksossa opitaan tunnistamaan kemian merkitystä terveyteen ja ympäristöön liittyvien ongelmien ratkaisemisessa. Opintojaksossa voidaan esimerkiksi tutkia hiilidioksidin pitoisuuteen vaikuttaviin tekijöihin ilmassa ja vedessä, pohtia happamoitumisen syitä ja seurauksia sekä happamoitumisen vähentämistä.
Näin vahvistetaan hyvinvointiosaamisen osa-aluetta (01) sekä eettistä ja ympäristöosaamista (05).
Opintojaksossa vahvistetaan opiskelijan TVT-taitoja opettelemalla määrittämään graafisesti reaktionopeutta sekä piirtämään ja tulkitsemaan titrauskäyriä. Opintojaksossa voidaan tutustua esim. ammoniakkisynteesiin monitieteisenä prosessina. Näin vahvistetaan monitieteisen ja luovan osaamisen osa-aluetta. (03)
Arviointi
Opintojaksossa arvioidaan laaja-alaista osaamista jatkuvan arvioinnin avulla seuraten opiskelijan osallistumista tuntityöskentelyyn ja opetuskeskusteluun. Opintojakson kokonaisarviointi perustuu monipuoliseen näyttöön opintojakson aikana. Näyttö voi koostua esimerkiksi kokeellisten töiden tuotoksista, ryhmätyöskentelystä, tuntiaktiivisuudesta sekä formatiivisista ja summatiivisista kokeista. Arviointiperusteet täsmennetään yhdessä opiskelijoiden kanssa opintojakson alussa.