Joko alkaa koulun kemia kiinnostamaan? Oppitunnilla voi rakentaa vetypommin

Luonnontieteiden opiskeluun tulisi herättää kiinnostus konkreettisin esimerkein. Olennaista olisi ymmärtää, että luonnontieteet muodostavat yhtenäisen kokonaisuuden.

30.12.2022 19:00

Miksi luonnontieteitä pitää opettaa koulussa? Se on mälsää. Miks pitäis osata tämmösii juttui? Voik’sä friikki lähtee hei menee, et saadaan somettaa rauhassa? Tässä esimerkkejä kommenteista, joita peruskoulun opettaja ehkä kuulee luokissa. Itse olen aina tykännyt luonnontieteistä.

Mielestäni luonnontieteet pitäisi nivoa yhdeksi kokonaisuudeksi, jotta oppilaat voisivat ymmärtää niiden merkityksen maailmankaikkeudessa ja aito kiinnostus voisi herätä. Esimerkkeinä voisivat olla vetypommin rakentaminen kemian tunnilla tai muurahaisen ja dinosauruksen suhteellisen nostovoiman vertailu biologian tai fysiikan tunnilla.

Elinehtoja maapallolla ovat vesi ja hiilen yhdisteet. Veden tärkein ominaisuus on, että se on tiheimmillään +4 asteen lämpötilassa. Tämä on kemiaa ja johtuu vetysidoksista. Niiden muodostumiseen vaikuttaa lämpötila, ja se määrittää rakenteen tilavuuden.

Miksi tämä on tärkeää? Siksi että talvella järvien pohjassa oleva vesi ei jäädy, jolloin kalat ja muut järvien ja merien elävät pystyvät elämään, vaikka pinta olisi jäässä. Painavin aines painuu siis aina nesteen pohjalle. Jos et usko, heitä kivi järveen ja katso, mitä tapahtuu. Kiven ominaispaino on isompi kuin veden. Tämä on puhdasta fysiikkaa. eli painovoiman laki pätee: maapallon gravitaatiokenttä vetää puoleensa voimakkaammin tiheämpää eli painavampaa kiveä kuin vettä.

Toinen esimerkki ovat tyydyttyneet ja monityydyttymättömät rasvat, joiden terveysvaikutuksista käydään kiivastakin keskustelua. Kaikki liittyy kemiallisiin sidoksiin eli siihen, ovatko ne yksöis-, kaksois- vai kolmoissidoksia hiiliatomien välillä. Rasvojen merkitys elämälle liittyy läheisesti aineenvaihduntaan, jossa elimistö muokkaa ravintoaineita, esimerkiksi rasvaa, ja luo niistä energiaa ja rakennusaineita solujen ja koko eliön käyttöön.

Miksi luonnontieteet eriytetään toisistaan koulumaailmassa jo melko aikaisessa vaiheessa? Ne kaikki kytkeytyvät läheisesti toisiinsa, joka oppijoiden tulisi ymmärtää. Miten voi ymmärtää veden kemiallisen rakenteen ilman, että tietää fysikaaliset perusvoimat, joilla viereisten happi- ja vetyatomien elektronipilvet pitävät molekyylit stabiileina. Fysiikka selittää myös sen, miksi valkoinen liitu muuttuu viivaksi liitutaululle. Biologia on oikeastaan kemiaa isommassa mittakaavassa, kun biologiset prosessit perustuvat vetysidoksiin ja kemiallisiin reaktioihin. Matematiikka taas on konkreettinen työkalu, jolla erilaisia ilmiöitä, mittaustuloksia ja havaintoja voidaan käsitellä.

Kaikkia luonnontieteiden haaroja siis tarvitaan ja ne nivoutuvat kauniisti toisiinsa. Peruskoulun ja lukion opettajan pitäisi pystyä opettamaan sekä matematiikkaa, fysiikkaa, kemiaa että biologiaa. Itse haluaisin opettaa lapsille ja nuorille sekä aikuisille sen, miten hienon kokonaisuuden luonnontieteet muodostavat selittäen niin atomit, eläimet kuin meitä ympäröivän universumin.

Sampo Tuukkanen

Fysiikan tohtori, Tampere

Seuraa ja lue artikkeliin liittyviä aiheita

Tietoa ei ole vielä lähdetty hakemaan

Osion tuoreimmat

Mainos

Tuoreimmat tähtijutut