Matikkapelikilpailu 3.–6.-luokkalaisille on käynnistynyt

TUT Game Lab pelitutkimusryhmä on yhdessä CICERO Learning -verkoston kanssa käynnistänyt murto- ja desimaalilukuihin keskittyvän matikkapelikisan 3.–6.-luokkalaisille oppilaille. Kukin kisaan osallistuva koululuokka muodostaa pelitiimin, joka kamppailee kisan voitosta muita tiimejä vastaan. Lisäksi kunnat kilpailevat toisiaan vastaan.

Kisa on auki ja päättyy jo 31.3.2017. Kisan aikana oppilaat voivat pelata pelikentän niin monta kertaa kuin he haluavat. Pelata voi sekä koulussa että kotona. Peli on pelattavissa tietokoneen selaimella.

Kilpailu liittyy Suomen Akatemian rahoittamaan kärkihankkeeseen, jonka tavoitteena on tutkia ja levittää digitaalisia matematiikan oppimispelejä.

Lisätietoja kilpailusta, kilpailuun osallistumisesta ja matikkapeleistä »

Katso maistiainen kilpailun tutorial-kentästä »

Vinkkejä ja työkaluja opiskelijoidesi työelämätietouden lisäämisen tueksi

Matematiikan ja luonnontieteiden asiantuntijoiden tarve Euroopassa kasvaa kahdeksan prosenttia vuoteen 2025 mennessä.

European Schoolnet Academyn kaikille avoimelta verkkokurssilta Opening Minds to STEM Careers saat vinkkejä ja työkaluja, jotka tukevat sinua opiskelijoidesi työelämätietouden lisäämisessä.

Yhdeksän viikon kestoinen eurooppalainen, englanninkielinen verkkokurssi alkaa 3.4.2017.

Voit rekisteröityä kurssille jo nyt! bit.ly/STEMcareersMOOC

#STEMcareersMOOC

Teksti: European Schoolnet. Kuva: Jussi Nygren.

 

 

Tutkimukselliset työtavat korostuvat uudistuneissa opetussuunnitelmien perusteissa

Tampereen yliopiston logo

Valtakunnallisilla LUMA-päivillä Lahdessa 6.-8.6.2016 oli vahvasti esillä uudistuvia opetussuunnitelmien perusteita käsittelevät teemat.

LUMAT-B-lehden tuoreessa teemanumerossa on LUMA-päivien esiintyjien artikkeleita hankkeistaan tai omasta erityisalastaan LUMA-aineiden opetuksen näkökulmasta.

LUMAT-B 1/2017 »

Valtakunnalliset LUMA-päivät järjestetään seuraavan kerran Helsingissä 22.-24.5.2017.

Samuli Siltanen innostuu kuvista, joita matematiikka ja tietokoneet yhdessä voivat tuottaa

StarTin Arjen matematiikkaa -teeman kummi Samuli Siltanen työskentelee teollisuusmatematiikan professorina Helsingin yliopistossa. Teollisuusmatematiikassa ratkotaan käytännöllisiä ongelmia matemaattisten tietokoneohjelmien avulla. Esimerkiksi lääkäri saa käyttöönsä parempia röntgenkuvia potilaasta, kun niitä käsitellään ovelasti matemaattisilla laskuilla.

Siltasella matematiikka on ollut aina sydämessä. ”Olen tykännyt laskemisesta ihan lapsesta asti, ja koulussa matikka meni aina hyvin. Tuntui luonnolliselta lähteä opiskelemaan matematiikkaa lukion jälkeen. Tohtoriksi väiteltyäni menin töihin yritysmaailmaan kehittämään uudenlaista lääketieteellistä röntgenkuvausta.” Siltanen kertoo.

Japanin kautta professoriksi

Vaikka yritysmaailmassa matematiikalla pystyi kehittämään paljon uutta, akateeminen tutkimus kiehtoi Siltasta edelleen. Hän lähti Japaniin puolentoista vuoden pestille postdoc-tutkijana. Sen jälkeen hän työskenteli vielä pari vuotta teollisuudessa, kunnes sai professuurin Tampereen teknillisestä yliopistosta 2006. Helsingin yliopistoon Siltanen siirtyi 2009.”

Kaikki voivat oppia matematiikkaa

Siltasen mukaan matikkapää on kiinnostusta laskemista kohtaan ja kärsivällisyyttä pohtia matemaattisia pulmia niin kauan että ne ratkeavat. Se ei siis ole mikään synnynnäinen ominaisuus, joka toisilla on ja toisilla ei ole. ”Toisilla on toki enemmän taipumusta matikkatouhuiluun kuin toisilla, mutta kaikki sitä voivat oppia. Työtä se vaatii jokaiselta, koska matematiikka ei ole helppoa. Mutta se tekeekin siitä palkitsevaa!” Siltanen iloitsee.

Matematiikka näkyy kaikkialla

Nykymaailmassa matematiikka on kaikkialla, me emme vain näe sitä. Instagramin ja Snapchatin filtterit ovat matematiikkaa, puhelimessa puhuessamme ääni kulkee digitaalisena matemaattisten ohjeistusten mukaisesti, ja sosiaalisen median käyttö perustuu mutkikkaisiin algoritmeihin, jotka valitsevat sisällön fiideihimme. Erityisesti Siltasta kiehtoo, miten tietokoneen ja matemaattisten kaavojen avulla voidaan luoda jännittäviä kuvia. Kuvat voivat esittää potilaan sisuskaluja, huikeaa funktiota tai erikoista muotoa.

Mutta onko jotain minkä kanssa matikalla ei olisi mitään tekemistä? Siltanen pohtii hetken ja keksii: Rakkauden! Siis ihmisten väliseen rakkauden; ihmisen ja matematiikan väliseen rakkauteen se tietysti liittyy!

Jaksakaa lukea matematiikkaa!

Siltanen kannustaa lapsia ja nuoria matematiikan opiskeluun, sillä se avaa niin monia ovia tulevaisuudessa. Esimerkiksi lääkäriksi, insinööriksi, mediataiteilijaksi, merentutkijaksi, yritysjohtajaksi tai maailmanparantajksi ryhtyvälle matematiikka on mahtava työkalu.”Jos matikan opetuksenne on tylsää, vaatikaa hauskempaa materiaalia! Ja ottakaa lukiossa rohkeasti pitkä matematiikka!” Siltanen kehottaa.

Lue lisää

Teksti: Jenni Vartiainen. Kuva: Helsingin yliopisto.

Tiedekasvatus yhdisti voimat

Helsingin yliopiston LUMA-keskus ja AinO-keskus yhdistivät voimansa vuoden alussa. Uutta luovan ja tiedekasvatusta tutkimuspohjaisesti kehittävän Helsingin yliopiston LumA-tiedekasvatuskeskuksen avajaisia vietettiin tiistaina 14.2.2017. Tiedekasvatuskeskus edustaa Helsingin yliopistoa kansallisessa LUMA-keskus Suomi -verkostossa ja vastaa verkoston hallinnosta.

Uusi keskus kokoaa Helsingin yliopiston monitieteisen tiedekasvatuksen yhteen ja jatkaa yhteistyötä yhteiskunnan muiden toimijoiden kanssa.

“Perheet, koulut, päiväkodit ja elinkeinoelämä ovat asiakkaitamme ja yhteistyökumppaneitamme”, sanoo professori, FT Maija Aksela. Hän toimii johtajana niin uudessa tiedekasvatuskeskuksessa kuin myös kansallisessa LUMA-keskus Suomi -verkostossa, johon tiedekasvatuskeskuskin kuuluu.

Tie­de­kas­va­tus on mm. tie­de­luok­kia, -ker­ho­ja ja -leirejä

Esimerkiksi Kemianluokka Gadolin Kumpulan kampuksella on suosittu vierailukohde opetusryhmille, mutta myös kerhojen, leirien ja opettajien koulutusten järjestämispaikka. Vierailijoita käy ja leirejä ja kerhoja järjestetään myös muissa tiedeluokissa eri puolilla yliopistoa. Virtuaalitiedekerhoon voi osallistua verkossa paikasta ja ajasta riippumatta.

Kesäleirien ideointi on parhaillaan käynnissä. Uuden tiedekasvatuskeskuksen myötä lapsille tarjottava ohjelma monipuolistuu, kun vetäjiksi saadaan kielten, matemaattisten ja luonnontieteellisten aineiden opiskelijoita. Kansainvälinen leiri tuo huippulahjakkaita lukioikäisiä eri puolilta maailmaa Helsinkiin tulevana kesänä.

“Tiedeyhteisö on vahvasti mukana toiminnassa ja näin uusin tutkimustieto saadaan käyttöön,” sanoo Maija Aksela.

Tiedekasvatuskeskuksen taustalla ovat bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta, humanistinen tiedekunta, kasvatustieteellinen tiedekunta sekä matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, joka toimii keskuksen vastuuyksikkönä.

Tar­vit­taes­sa tie­de­kas­va­tus siir­tyy sin­ne mis­sä lap­set ovat

Avajaisissa esiteltiin eräs Maija Akselan pitkäaikainen haave: Helsingin ylipiston oma tiedepäiväkoti. Toistaiseksi päiväkoti on vasta suunnitteluasteella, mutta rahoituksen järjestyessä kehitystyö saadaan vauhdilla liikkeelle.

“Tiedepäiväkoti olisi varhaiskasvattajien harjoittelupaikkana ja toimisi ympäristönä, jossa ideoita voisi tutkia ja kehittää sekä esitellä suomalaista osaamista kansainvälisille vieraille,” sanoo Maija Aksela.

Tie­de­kas­va­tus kan­sal­li­nen ta­voi­te

Helsingin yliopiston Tiedekasvatuskeskus toteuttaa opetus- ja kulttuuriministeriön tavoitetta nostaa Suomi tiedekasvatuksessa maailman kärkimaaksi vuoteen 2020 mennessä.

Ministeriön vuonna 2014 julkaiseman selvityksen mukaan tiedekasvatus on luonteva osa kaikkien lasten ja nuorten oppimista niin kouluissa kuin koulun ulkopuolellakin. Se edistää merkittävästi luovaa ongelmanratkaisukykyä, mahdollisuutta ymmärtää ja seurata tieteen kehitystä ja tukea Suomen osaamisperusteista kasvua. Tiedekasvastus on osa yliopistojen yhteiskunnallista vaikuttavuutta.

Tunnelmia avajaisista

Valokuvia avajaisista »

Teksti: Riitta-Leena Inki. Kuva: Elisa Lautala.

Ilmakehän tutkijan työnkuva on monipuolinen sekä kotimaassa että ulkomailla

StarT-hankkeessa Luonto ja ympäristö -teeman kummina toimii maailman viitatuin geotieteilijä Akatemiaprofessori ja Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen ilmakehätieteiden osaston johtaja Markku Kulmala. Haastatteluun pohjautuvassa jutussa Kulmala kertoo työstään ilmakehätutkijana.

 

Luonto on aina kiinnostanut Kulmalaa ja hän on katsellut mm. pilviä ja miettinyt ilmakehän ja metsien vuorovaikutusta jo nuorena ollessaan kesätöissä metsissä: ”Tein erilaisia niin sanottuja metsänparannustöitä, istutin esimerkiksi puun taimia tuhansia kappaleita.”

Ilmakehän tutkimus pyrkii vastaamaan moniin kysymyksiin

Nykyisessä työssään Kulmalan jokainen työpäivä on erilainen: ” Teen tutkimusta, opetan, ohjaan jatko-opintoja ja ohjaan post-doceja sekä osallistun erilaisiin palavereihin ja haastatteluihin.” Lisäksi Kulmala matkustaa paljon töidensä puolesta, nykyään moni matka suuntautuu varsinkin Kiinaan ja Venäjälle. Ne ovat Kulmalan mukaan ilmakehän tutkijan kannalta mielenkiintoisia kohteita: ”Kiinan ilmanlaatu on hyvin oleellinen asia, joka vaikuttaa ilmakehään ja myös ilmastoon.” Venäjä taas kiinnostaa runsaiden luonnonvarojensa takia, sillä Siperia on vielä suurilta osin tuntematon: ”Se voi olla hyvin merkittävä hiilidioksidin lähde, mutta se voi olla myös hiilinielu.”

Myös metaanin vaikutukset ikiroudan sulaessa mietityttävät: mitä metaanille tapahtuu ja miten nopeasti sitä ikiroudasta vapautuu? Ja entäpä miten vaikuttaa meriväylä Jäämerellä Euroopasta Aasiaan, kun se alkaa oikeasti toimimaan? Kulmalalla on mielessään monia kysymyksiä: ”Mitä tapahtuu luonnolle ympäristölle, alkuperäiskansoille, mitä siellä tapahtuu tälle infrastuktuurille, joka on ikiroudan päälle rakennettu?”

Muun muassa näihin kysymyksiin pyritään saamaan vastauksia tekemällä mahdollisimman monipuolisia mittauksia. Yksi tällainen monipuolisia mittaustuloksia tuottava SMEAR II -asema löytyy Suomesta Juupajoen kunnasta Hyytiälästä ja Kulmala määritteleekin päätavoitteekseen saada perustettua samanlaisia mittausasemia aluksi Siperiaan ja Kiinaan ja lopulta ympäri maapalloa.

Yhden mittausaseman perustaminen maksaa muutamia miljoonia, joten kovin nopeasti niitä ei saada pystytettyä. Lisäksi mittausaseman tavoitteena on tuottaa avointa dataa ja sallia tutkijoille vapaa kulku asemille. Kulmala huomauttaa, että ihan joka puolella maapalloa tällainen ei ole itsestään selvää tai helppoa, mutta asiassa on silti pystytty etenemään myönteisessä hengessä.

Ilmakehän tutkimus on kansainvälistä ja monitieteistä

Ilmakehä on hyvin monimutkainen, eikä sieltä voi poimia pelkästään yksittäisiä kiehtovia seikkoja, vaan kysymys on kokonaisuudesta. ”Tässä löytyy yhtä aikaa sovellettavaa ja yhtä aikaa hyvin paljon perustutkimusta. Perustutkimus ja soveltava tutkimus kulkevat käsi kädessä”, Kulmala pohtii.

Ilmakehätieteiden tuloksia voimme nähdä joka päivä katsomalla sääennusteita, sillä myös meteorologia on osa ilmakehätieteitä. Lisäksi ”aina, kun puhutaan jostain ilmastosta, ilman laadusta, siitä, miten arktiset alueet muuttuvat, tai miten metsävyöhyke muuttuu, niin siinä aina nähdään ilmakehätieteen tuloksia”, Kulmala valottaa.

Kulmalan mukaan tieteen tekeminen on välillä yksinäistä ja välillä sitä tehdään isoissa ryhmissä, jolloin yhdessä mietitään ja mitataan. Ilmakehätieteiden parissa järjestetään joskus isoja mittauskampanjoita ympäri maailmaa, jolloin ollaan isossa porukassa, mutta sitten taas saatetaan jonkin aikaa tehdä tutkimusta yksin omassa työhuoneessa. Kulmalan mukaan ”tarvitaan ihmisiä jotka ovat valmiita yksin puurtamaan, mutta tarvitaan myös ihmisiä, jotka ovat valmiita ja riittävän lahjakkaita sosiaalisesti, että pystyvät toimimaan isossakin ryhmässä kansainvälisissä ja myös monitieteisissä puitteissa.” Näissä ryhmissä voi olla ihmisiä hyvinkin monilta eri aloilta kuten: fyysikoita, kemistejä, meteorologeja, metsäntutkijoita, humanisteja ja sosiologeja.

Kulmalan mukaan yhteistyö eri alojen ja maiden välillä kannattaa: ”Kun nämä ongelmat ovat maailmanlaajuisia, niin niitä ei yksi ihminen, yksi tieteenala tai yksi valtakunta pysty ratkaisemaan, vaan tarvitaan laajaa kansainvälistä yhteistyötä.”

Kulmalan mukaan eräs vääristynyt mielikuva luonnontieteilijöistä voisi olla sellaiset tyypit, jotka istuvat yksin jossain norsunluutornissa. Hänen mukaansa sellaisia tutkijoita, jotka tekevät yksin vain mitä heitä itseään huvittaa välittämättä mistään mitään ei enää ole olemassa. ”Ja, jos onkin, niin he eivät kyllä kauhean hyvin pärjää. He ovat niin kuin sukupuuttoon kuolemassa oleva laji, tällaiset norsunluutornissa olevat tutkijat”, Kulmala toteaa.

Nuorille Kulmala haluaa haasteista huolimatta luoda toivoa paremmasta: ”Huolimatta siitä, että on tällaisia globaaleja haasteita, vaikka ruuan tuotanto, puhtaan veden riittävyys, ilmasto, ilmanlaatu, biodiversiteetti ja energian riittävyys, niin meillä on toivoa.” Hän luottaa sekä vanhoihin tieteentekijöihin: ”Koska meillä on vakaa tarkoitus löytää näitä yhteyksiä näiden asioiden välillä” että uusiin, tuleviin tieteentekijöihin: ”Tarvitaan ilman muuta uutta sukupolvea ja innostuneita nuoria ja lapsia ilmakehätieteissä että oikeasti pystytään vastaamaan näihin globaaleihin haasteisiin.”

Lue lisää:

Teksti: Emma Karjalainen. Kuva: Helsingin yliopisto.

Tiede- ja työelämäpäivät houkuttelivat nuoria ja opettajia tutustumaan LUMA-alojen mahdollisuuksiin

Joensuussa järjestettiin 9.12.2016 luonnontieteistä kiinnostuneille yhdeksäsluokkalaisille, lukiolaisille ja heidän opettajilleen tiede- ja työelämäpäivä teemalla ”Urapolut ja työelämävalmiudet”. Päivän tarkoituksena oli lisätä uravalintoja suunnittelevien oppilaiden ja opiskelijoiden tietämystä luonnontieteellisestä koulutuksesta ja siihen liittyvästä yritystoiminnasta.

Itä-Suomen yliopiston LUMA-keskuksen (osa LUMA-keskus Suomea) ja luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnan järjestämään tapahtumaan saapui reilut kaksi sataa innokasta yhdeksäsluokkalaista ja lukiolaista sekä parikymmentä opettajaa ympäri maakuntaa, mikä kertoo siitä, että tämänkaltaisille tilaisuuksille on tilausta.

Aamupäivän aikana tiedekunnan laitosten ja näiden alojen yritysten edustajat kertoivat urapoluistaan ja oman alansa mahdollisuuksista. Ensimmäiset puhujat Markku Hauta-Kasari ja Johanna Tanninen (FastRoi) kertoivat tietojenkäsittelytieteen työelämämahdollisuuksista ja urapoluista, ja erityisesti Johannan tarjoama esimerkki tietojenkäsittelyn yhdistämisestä hoiva-alaan kiinnosti nuorta yleisöä. Matematiikan mahdollisuuksista ja urapoluista oli kertomassa Jarno Talponen ja Juha Purmonen (Joensuun Tiedepuisto). Fysiikan näkökulmasta päivän teemoja avasivat Seppo Honkanen ja Veli-Pekka Leppänen (Nanocomp).

Puheiden aikana kuulijat innostuivat kyselemään TodaysMeet-palvelun avulla esimerkiksi alojen vaatimuksista, palkkauksista, niillä vaadittavista taidoista sekä yritysten liikevaihdoista. Hyväntuuliset puhujat vastailivat kysymyksiin mukavasti, ja selvästi esitykset auttoivat nuoria näkemään, missä kaikkialla tietotekniikan, matematiikan ja fysiikan taitoja tarvitaan.

Tauon jälkeinen toinen osuus alkoi Pekka E. Hirvosen pitämällä esityksellä tiedekunnan tarjoamasta opettajankoulutuksesta ja tämän myötä avautuvista työ- ja uramahdollisuuksista. Huolimatta opettajan työn näennäisestä tuttuudesta yleisö esitti hyviä kysymyksiä esimerkiksi opettajaopinnoissa tarvittavista taidoista.

Kemian osuudesta vastasivat Mika Suvanto ja Esa Puukilainen (Vauhti Speed). Puhujat avasivat kemian tarpeellisuutta ja mahdollisuuksia esityksissään laajasti, ja erityisesti Esan esitys kemian sovelluksista hiihtovoidemarkkinoilla innosti yleisöä. Myöhäisaamupäivästä kuultiin vielä Tommi Nymanin ja Greta Waissin (Linnunmaa) esitykset biologian urapoluista sekä Jouni Pykäläistä ja Kalle Eerikäistä (Suomen Sijoitusmetsät) metsätieteiden perspektiivistä. Vaikka pitkähkö aamupäivä ja lounastauon tarve saivat yleisön liikehtimään aavistuksen levottomasti, kiinnostavat puhujat saivat yleisöstä irti hyviä kysymyksiä, ja erityisesti Esan esittämät kouriintuntuvat esimerkit suksivoidekehityksestä saivat yleisön esittämään kysymyksiä esimerkiksi kehitystyön aikajänteestä sekä yritystoiminnan ympäristövaikutuksista.

Lounastauon jälkeen nuoret jalkautuivat ainelaitoksille perehtymään täsmällisemmin laitosten tutkimustoimintaan. Tietojenkäsittelytieteellä perehdyttiin esimerkiksi värilaboratorioihin ja spektrikameroihin, fysiikalla uuteen virtuaaliseen optiikan laboratorioon, ja biologialla ja kemialla autenttisiin opiskelija- ja tutkimuslaboratorioihin. Matematiikan pajassa syvennyttiin todennäköisyyslaskennan kiehtovaan maailmaan niin korttipelien kuin klassisen Monty Hallin ongelman kokeellisen todentamisen myötä. Vierailuille riitti mukavasti oppilaita ja opiskelijoita, ja todellinen ympäristö ja innostavat esittelijät saivat jo hieman väsyneet vierailijat viihtymään yliopistomaailmassa pitkälle iltapäivään saakka!

Opettajilta saadun palautteen mukaan valtaosa paikalle saapuneesta nuorisosta oli vilpittömän kiinnostuneita luonnontieteistä ja matematiikasta, ja päivä sujuikin kokonaisuudessaan mainiosti. Opettajilta tuli päivästä myös kiitosta, ja päiville toivotaan jatkoa myös tulevina vuosina. Kiitos kaikille päiville osallistuneille!

Teksti: Risto Leinonen. Kuvat: Mikko Kesonen ja Jesse Hietala.

Mielenkiintoiset oppimisympäristöt herättävät innostuksen kemiaan

Uudistuneissa perusopetuksen ja lukion opetussuunnitelman perusteissa korostetaan vuorovaikutteisia oppimisympäristöjä ja koulun ulkopuolella tapahtuvaa oppimista oppimistyön resurssina. LUMA-toiminnan avulla oppijoille tarjoutuu mahdollisuuksia luonnontieteiden oppimiseen mielenkiintoisissa oppimisympäristöissä. Kuudes väitöstutkimus LUMA-toiminnasta tarkastetaan 21.12. Jyväskylässä.

FM, KM Piia Nuoran (kuvassa) väitöskirjassa tarkastellaan tapaustutkimusten avulla LUMA-toimintaan liittyvissä ympäristöissä tapahtuvia eri asteiden oppijoiden ja luokanopettajien kemian oppimiskokemuksia. Väitöskirja liittyy Jyväskylän yliopiston kemian laitoksen tarjoamaan LUMA-toimintaan ja sen tutkimuspohjaiseen kehittämiseen. Monitapaustutkimus koostuu neljästä erillisestä tapaustutkimuksesta: alakouluvierailut, nuorten tiedeleiri, lukiolaisten kemian laboratoriotyökurssi ja kokeellisen kemian kenttäkurssi.

Tutkimusaineisto koostuu kyselyistä, haastatteluista ja kirjoitelmista. Aineistoa kerättiin vuosien 2011–2016 aikana. Tutkimukseen osallistui 108 oppijaa eri koulutusasteilta ja 53 luokanopettajaa alakoulusta.

Tutkimuksessa selvitettiin kemian oppimiskokemuksiin vaikuttavia tekijöitä. Tutkimustuloksena saatiin myös tietoa siitä, miten oppimisympäristön muutos vaikuttaa kemian oppimiseen niin oppijan kuin opettajan näkökulmasta. Tulosten mukaan formaalin kouluopetuksen ulkopuolinen ympäristö tukee kemian oppimista tarjoamalla oppijoille mahdollisuuden hyödyntää monipuolisia kokeellisia työtapoja auttaen samalla syventämään aiemmin opittuja asioita.

Lisäksi mielenkiintoiset aiheet ja kokeelliset työt herättävät oppijoissa innostuksen ja kiinnostuksen kemiaan ja toimivat samalla motivoivina tekijöinä. On tärkeää tarjota nuorille erilaisia oppimisen vaihtoehtoja kouluopetuksen rinnalle. Opettajille tämä tarjoaa mahdollisuuden toimintatapojen muutokseen.

“Opetusstrategioita on hyvä välillä vaihtaa, jolloin oppijoiden innostus luonnontieteiden opiskeluun voidaan maksimoida. On hyvä huomata, että opettajan työn mielekkyys lisääntyy samalla, kun oppijat saadaan aidosti kiinnostumaan opetettavista aiheista. Uusi oppimisympäristö haastaa opettajat pedagogiseen kehittämiseen. Muutos on aina mahdollisuus, minkä avulla opettaja voi kehittyä työssään. Tässä muutoksessa opettajat tarvitsevat myös tukea,” Nuora korostaa.

Väitöstutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää mielekkään kemian opetuksen suunnittelussa ja oppijoita aktivoivan LUMA-toiminnan kehittämisessä.

Nuoran väitöskirja Monitapaustutkimus LUMA-toimintaan liittyvissä oppimisympäristöissä tapahtuvista kemian oppimiskokemuksista tarkastetaan Jyväskylän yliopistossa (KEM4, Ylistönrinne) keskiviikkona 21.12.2016 klo 12.00. Vastaväittäjänä toimii dosentti Pekka Hirvonen (Itä-Suomen yliopisto) ja kustoksena professori Jan Lundell (Jyväskylän yliopisto). Tilaisuus on suomenkielinen.

Väittelijän yhteystiedot: Piia Nuora, puh. 040 805 3706, piia.nuora@jyu.fi

Teksti ja väittelijän kuva: Jyväskylän yliopisto. Kuvituskuva: Veikko Somerpuro.

Pakopelit matematiikan opetuksessa

Miten huippusuosittua Escape room -konseptia voi hyödyntää matematiikan opetuksessa? Matematiikan opettajaksi opiskelevat Juuso Kilpiäinen, Antti Rissanen ja Johannes Vikman Helsingin yliopistosta kertovat, kuinka he suunnittelivat ja toteuttivat oman, matemaattisen version pakohuoneesta.

Escape Room, suomalaisittain pakohuonepeli, on parissa vuodessa saavuttanut suuren suosion. Pelissä ryhmän on selviydyttävä ulos lukitusta huoneesta, jonne on piilotettu erilaisia ongelmia ja vihjeitä, joita seuraamalla ja ratkaisemalla ryhmällä on mahdollisuus ulospääsyyn. Huoneet sisältävät usein oman teemansa ja tarinan, jota myös huoneen pulmat tukevat. Olemme itse jääneet koukkuun tähän ajanvietteeseen, joten päätimme kokeilla, kuinka pakohuonepeli istuu matematiikan opetukseen.

Miksi käyttää pakohuonepeliä matematiikan opetuksessa

Pakohuonepeli vaatii paljon loogista päättelykykyä, joten matemaattisten ongelmien sisällyttäminen huoneeseen ei ole hankalaa. Huoneen rakennetta suunnitellessa tulee kuitenkin pitää mielessä kohderyhmä, jotta huoneesta ei tule liian helppo tai hankala. Pulmat voivat olla ainoastaan yhden aihealueen sisällä (esimerkiksi geometria) tai koostua erilaisia matemaattisista ongelmista. Me päätimme tehdä jälkimmäisen.

Huoneiden viehätys perustuu moneen asiaan. Ryhmä saa useita onnistumisen tunteita, kun lukot alkavat avautua. Lisäksi huoneet sisältävät usein myös hämmentäviä ja hieman mystisiä ratkaisuja, jotka hämmästyttävät ryhmiä positiivisesti. UV-kynällä kirjoitettu vihje on esimerkki tällaisesta, sillä vihje voi tällöin olla aivan nenän edessä, mutta sen lukemiseen tarvitaan vain apuväline.

Mitä pakohuoneen rakentaminen vaatii?

Huoneen läpäisemisessä lukot ovat tärkeä osa ratkaisua. Esimerkiksi tietty kaappi tai lokero voi olla lukittu numerolukolla, jonka koodin saa ratkaisemalla pöydällä olevan ongelman. Näin lukon saa avattua, ja lukon takaa paljastuu uusi vihje tai tehtävä. Numerolukkoja saa rautakaupoista 5-10 euron hintaan, suuntalukko maksaa n. 15 euroa.

Huoneen saa kasattua varsin yksinkertaisesti asettamalla matemaattisia ongelmia peräkkäin. Ensimmäinen tehtävä antaa ensimmäisen lukon koodin, jonka takaa paljastuu toinen tehtävä. Lopulta viimeisen lukon takaa saadun tehtävän ratkaisu avaa tien ulos. Ovi voi olla konkreettisesti lukittu, tai siinä voi olla näennäinen lukko. Tulee kuitenkin muistaa, että ovi tulee olla avattavissa helposti hätätapauksissa. Oven sulkemisen voi välttää luomalla tarinan, josta huoneesta tulee löytää tietty esine. Huoneiden ratkaisuaika on usein rajattu. Meidän huoneessa ryhmillä oli 30 minuuttia aikaa ratkaista huone.

Jos pakohuonepelit eivät ole ennestään tuttuja, kannattaa joko itse käydä kokeilemassa sellaista, tai ottaa suunnitteluryhmään joku huonepelissä käynyt. Se voi herättää aluksi ennakkoluuloja, mutta takaamme, että pakopelissä syntyvä flow-tila koukuttaa sekä opettajat että oppilaat.

Pakohuone yliopisto-opiskelijoille

Kehitimme omaan huoneeseemme tarinan, jossa henkilö oli nukahtanut luokkahuoneeseen ja herätessään tajusi, että hänellä on tentti 30 minuutin päästä. Ryhmäläisten tehtävänä oli etsiä luokasta laskin ja taulukkokirja, sekä selviytyä ulos huoneesta. Kuvasimme tästä aloitusvideon, johon liitimme 30 minuutin ajastimen. Näin ryhmällä oli mahdollisuus seurata ajan kulkua. Lisäksi annoimme mahdollisuuden pyytää meiltä vihjeitä, jotka heijastimme taululle. Olimme itse piilossa tietokoneen kanssa sermien avulla muodostetussa nurkassa, joten kuulimme ryhmän pohdinnan ja pystyimme antamaan oikeita vihjeitä. Lisäsimme huoneeseen paljon jouluvaloja, jotta saimme hämärän tunnelman luokkahuoneeseen.

Otimme lähtökohdaksi, että jokainen ryhmä pääsee 30 minuutissa ulos huoneesta. Näin ollen osalle ryhmistä annoimme paljon vihjeitä. Paras ryhmä pääsi ulos 18 minuutissa ilman vihjeitä. Pääasia kuitenkin oli, että jokainen ryhmä oli erittäin innoissaan huoneen ratkaisemisesta. Huone sopiikin hyvin esimerkiksi ryhmäytymiseen ja aihealueiden kertaamiseen. Parhaimmillaan huoneessa muut voivat oppia asioita muiden ryhmäläisten ratkaisuista.

Huoneemme sisälsi seuraavanlaisia pulmia:

Tehtävä 1 – sudokuruudukko

Ensimmäinen tehtävä oli 8 × 8 -ruudukko, johon oli sijoitettu neljä arvoa: 0, 90, 180 ja 270. Ruudukko piti ymmärtää sudokuksi ja ratkaista se sudokun sääntöjen mukaan. Sudukon alin rivi oli korostettu ja sen vieressä oli suuntalukon kuva. Tämä ohjasi syöttämään sudokun alin rivi vieressä olevaan suuntalukkoon. Esimerkiksi 90 tarkoitti siis oikealle eli itään ja 180 etelään eli alas. Lukon takaa sai laskimen ja avaimen kaappiin. Kaapissa oli piilotettuna johdin, taulukkokirja sekä UV-valo.

Opiskelija ratkaisemassa sudokuruudukkotehtävää pakohuonepelissä.

Tehtävä 2 – somakuutio

Rakensimme 3 × 3 × 3 -somakuution palat, joista muutama oli kiinni pöydässä. Paloista tuli siis muodostaa kuutio, jonka päälle muodostui kännykän lukituksen purkava koodi.

Opiskelijat rakentavat kuutiota pakohuonepelissä.

Tehtävä 3 – funktio koordinaatistoon

Kun puhelin oli saatu auki, sen taustakuvana oli paloittain määritelty funktio. Funktio tuli piirtää rakentamaamme koordinaatistolaatikkoon. Laatikon sisälle oli pudotettu magneettinen rasia, jota pystyi liikuttavaan ulkopuolisella magneetilla. Rasia tuli saada liikutettua alakulmasta yläkulmaan, mutta laatikon sisälle oli rakennettu esteitä niin, että ainoa reitti saada rasia ulos laatikosta, oli seurata puhelimesta saadun funktion kuvaajaa.

Funktio piirrettynä koordinaatistolaatikkoon, jolloin pakohuonepelin tehtävä ratkaistuu.

Tehtävä 4 – virtapiiri ja numeropyramidi

Pöydällä oli laatikko, johon oli ruuvattu 16 ruuvia, jotka oli nimetty 1-8 ja A-H. Laatikon sisälle oli viritetty virtapiiri, joka sytytti valon laatikkoon, kun oikeat ruuvit yhdistetään johtimella. Valon sytyttyä laatikossa olevasta aukosta pystyi lukemaan kolminumeroisen koodin. Oikean yhdistelmän antoivat laatikon edessä olevat kaksi pulmaa. Toisessa tehtävässä oli numeropyramidi, josta puuttui numeroita. Tehtävänä oli päätellä käytetyt laskutoimitukset ja puuttuvat numerot. Tämän ratkaisemalla pyramidin huipulta sai luvun neljä. Vieressä olevassa tehtävässä ohjeistettiin Caesar-3 salakirjoitukseen. Salakirjoituksen ratkaisuna saatiin viesti KIRJAIN ON F. Näin ollen yhdistämällä johtimella numeron 4 ja kirjaimen F sai koodin numerolukkoon.

Ruuveista rakennettu virtapiiri pakohuonepelissä.

Tehtävä 5 – UV-valo ja koordinaatisto

Edellisestä tehtävästä saatu lukko oli kiinni piirtoheittimen virtajohdossa, joten lukon avattua saatiin piirtoheitin päälle. Piirtoheitin oli kiinnitetty paikoilleen, ja siihen oli asetettu koordinaatistokalvo, joka nyt heijastui suurena vastakkaiselle seinälle. Tehtävän 3 koordinaatistolaatikosta sai vihjeen UV-valo (17,4). Tämä ohjasi valaisemaan UV-valolla seinässä olevan koordinaatiston pistettä (17,4), johon oli uv-kynällä kirjoitettu EXIT 0911. Tämä oli oven lukon koodi, joten kyseessä oli viimeinen tehtävä.

UV-valolla löytyivät pakopelin viimeiset vihjeet.

Teksti: Johannes Vikman. Kuvat: Terhi Hautala, Juuso Kilpiäinen, Antti Rissanen ja Johannes Vikman.

Oppimisyhteisöjen omat StarT-päivät Suomi 100 -juhlavuoden kunniaksi

StarTissa on tällä hetkellä mukana yli 460 oppimisyhteisöä Suomesta ja 200 ulkomailta. Tiedossa on onnistumisen iloa tuhansien upeiden projektien muodossa ympäri maan ja sen rajojen ulkopuolellakin.

StarTissa kannustetaan järjestämään oppimisyhteisön oma StarT-päivä, jossa projekteja esitellään oman yhteisön jäsenille. Päiville voi kutsua perheitä, yhteistyökumppaneita ja lähimedian. StarT-päivillä tuodaan esille suomalaisten lasten ja nuorten sekä oppimisyhteisöjen osaamista. Lisäksi StarT-päiviä nostetaan myös LUMA-keskus Suomen sivustoilla jaa sosiaalisessa mediassa. Lue vinkit oman onnistuneen StarT-päivän järjestämiseen!

StarT-päivän ei tarvitse olla suuri tapahtuma. Sen ensisijaisena tavoitteena on, että lapset ja nuoret pääsevät keskiöön ja esittelevät tehtyjä projekteja muille, jolloin kaikki voivat oppia! Lapset ja nuoet kannattaa ottaa myös mukaan suunnittelemaan StarT-päivää

Kannustamme etenemään tarvittaessa pienin askelin. Ensimmäisenä vuonna ohjelmassa voi olla jotain pienempää ja seuraavana taas vähän enemmän. StarT-luomuksia voi esitellä esimerkiksi:

  • Osana LUMA-viikon tapahtumia
  • Osana jotain muuta oppimisyhteisön olemassa olevaa tapahtumaa
  • Välituntitempauksena

Onnistuneita oppimisyhteisöjen käytänteitä toteuttaa StarT-projekteja palkitaan StarT-festareilla. Parhaat pääsevät kansalliseen gaalaan 23.5.2017. Hyvän käytänteen raporttiin tulee liittää video omasta StarT-päivästä.

Jos haluat antaa lasten ja nuorten projektiluomuksille suurempaa näkyvyyttä, kannatta tehdä StarT-päivästä laajempi. Muutamia seikkoja voi ottaa huomioon, jotta päivän järjestäminen käy mahdollisimman jouhevasti.

1. Muodostakaa StarT-toimikunta
Toimikuntaan voi kutsua oppimisyhteisön oman henkilökunnan lisäksi vanhempia tai vanhempainyhdistyksen edustajia, lapsia ja nuoria sekä oppilaskunnan hallituksen edustajia. Lisäksi toimikunnassa voi olla paikallisseurojen aktiiveja, esim. Lions Clubin edustaja. Lähiyrityksistä voi myös kutsua jäseniä toimikuntaan. Toimikunnan ei tarvitse olla suuri, mutta sidosryhmiä kannattaa aktivoida.

2. Tehkää alustava suunnitelma
Toimikunnan ensimmäisessä kokoontumisessa tehdään alustava suunnitelma tapahtumasta, jossa sovitaan StarT-päivän päivämäärä, aikataulu ja pääpiirteet. Lisäksi kannattaa sopia jo heti alussa StarT-päivän luonteesta: onko se osa jotain muuta oppimisyhteisön tapahtumaa vai oma tapahtuma? Onko kyseessä messumainen tilaisuus vai ennemmin toiminnallinen tapahtuma, jossa luomuksia päästään testaamaan käytännössä?

StarT-päivän yleisö kannattaa myös päättää ajoissa. Onko kyseessä avoin tapahtuma, johon kutsutaan myös vanhemmat ja muut kiinnostuneet vai pidetäänkö tapahtuma oppimisyhteisön sisäistä yhteisöllisyyttä edistävänä suljetumpana tapahtumana?

Paikalliselle medialle kannattaa vinkata StarT-päivästä. Paikallislehdet, seurojen julkaisut ja lähiyritysten sisäiset uutiset saattaisivat olla hyvinkin kiinnostuneita.

3. Luomusten esittely
Päättäkää, miten projekteissa syntyneet luomukset esitellään: tarvitaanko pöytiä tai posteritelineitä? Tarvitaanko esittelyä varten sähköpistokkeita tai vesipisteitä? Voisiko esittely muodostaa jonkinlaisen polun koko rakennusta hyödyntäen? Miten muut kuin projekteja toteuttaneet lapset ja nuoret voisivat aktiivisesti osallistua esittelytilaisuuteen ja oppia muiden luomuksista?
Voisivatko luomukset olla esillä verkossa ennen ja jälkeen StarT-päivän?

4. Festareille ehdolle asetettavien luomusten valinta
Kootkaa tuomaristo. Tuomaristossa voi olla esimerkiksi opettajia ja muita sidosryhmien edustajia. Myös lasten ja nuorten vertaistuomarointia voi hyödyntää. Vanhemmat eivät välttämättä pysty toimimaan objektiivisesti tuomaristossa, jos oma lapsi on ollut toteuttamassa projektia, joten heidän rekrytoimista tuomaristoon kannattaa pohtia tarkkaan. Löytyisikö lähiyrityksistä jäsen tuomaristoon? Voisiko yritys ehkä sponsoroida palkintoja ansioituneille tiimeille? Myös korkeakouluista voi löytyä innostuneita tutkijoita ja opettajia tuomaroimaan töitä!

5. StarT-päivän muu ohjelma
Miettikää, mitä muuta ohjelmaa StarT-päivässä voisi olla? Ehkä demonstraatioita, musiikkiesityksiä, työpajoja… Voisivatko lapset ja nuoret olla aktiivisesti mukana ideoimassa ja toteuttamassa muuta ohjelmaosuutta?

6. Hyödyntäkää StarT-lähettiläitä StarT-päivän järjestämisessä
StarTin välittämät lähettiläät voivat avustaa projektitöissä, mutta myös StarT-päivillä. Hyödynnä tämä resurssi! Katso alueesi lähettiläät StarT-materiaalipankin Lähettiläät -osiosta.

Muistathan ilmoittaa oman StarT-festarisi ajankohdan esimerkiksi mediavinkkejä varten 15.12.2016 mennessä!

Ilmoittaudu StarTiin 15.12.2016 mennessä.

LUMA-keskus Suomi toteuttaa StarT-hankkeen osana Suomi 100 -juhlavuotta.

Teksti: Jenni Vartiainen.