admin

Biologian olympiavalmennus uudistaa tiedekasvatusta

Opetuksen eriyttäminen pitää sisällään paitsi heikkojen oppilaiden tukemista, myös lahjakkuuksien kehittämistä ja heidän innostuksensa rohkaisemista. Hiljattain uudistunut olympiavalmennus on yksi esimerkki biologian opetuksen eriyttämisestä ylöspäin.

Tiedekasvatusta tapahtuu paitsi kouluissa myös niiden ulkopuolella ja vapaa-ajalla. Sitä edistetään esimerkiksi monenlaisten leirien, tapahtumien ja vaikkapa museonäyttelyiden avulla. LUMA-keskusten toiminta tukee tiedekasvatusta monella tavoin eri puolilla Suomea.

Opetus- ja kulttuuriministeriö julkaisi keväällä 2014 selvityksen, joka asetti tavoitteeksi sen, että Suomi on tiedekasvatuksessa maailman kärjessä vuonna 2020.

Tiedeolympialaiset ylöspäin erityttämisen apuna

Monet koulujen ulkopuolella järjestettävät tiedekasvatuksen muodot ovat saaneet alkunsa siitä havainnosta, että koulut pystyvät varsin heikosti huomioimaan lahjakkaiden ja motivoituneempien opiskelijoiden asettamat erityisvaatimukset.

Lahjakkaat ja motivoituneet opiskelijat jäävät usein vähemmälle huomiolle ja vaarana on, että heidän innostuksensa opiskelua kohtaan laantuu. Näiden opiskelijoiden oppimista on tuettava esimerkiksi opetusta eriyttämällä.

Yksi esimerkki lahjakkaiden oppilaiden tukemisesta ovat tiedeolympialaiset, joita järjestetään esimerkiksi matematiikassa, fysiikassa, kemiassa, biologiassa, maantieteessä ja tietotekniikassa. Tiedeolympialaiset ovat kansainvälisiä tapahtumia, joihin osallistuu lukioikäisiä opiskelijoita kymmenistä eri maista. Kunkin maan edustajat valitaan kansallisen kilpailun ja jatkovalmennuksen perusteella.

Biologian ja maantieteen opettajien liitto BMOL ry järjestää biologian osalta kansallisen biologiakilpailun, johon osallistuu joka vuosi satoja lukiolaisia. Näistä noin kymmenen parhaiten menestynyttä kutsutaan jatkovalmennukseen, jonka BMOL ry järjestää yhteistyössä Helsingin yliopiston ja Aalto-yliopiston kanssa. Toiminta on Opetushallituksen rahoittamaa.

Biologian olympiavalmennuksen uudistuneet sisällöt ja aikataulut palvelevat opiskelijaa

Aikaisempina vuosina heinäkuussa järjestettäviin biologiaolympialaisiin on valittu neljä opiskelijaa biologian olympiavalmennuksen perusteella. Kevään olympiavalmennukseen osallistuneet opiskelijat ovat kuitenkin useimmiten olleet abiturientteja, jotka ovat kokeneet kilpailuun valmentautumisen raskaana ylioppilaskirjoitusten ja pääsykokeiden paineessa. Valmennusjaksot sisältävät paljon kokeellista työskentelyä, joten kurssia ei ole mahdollista suorittaa etäopintoina.

BMOL ry:ssä keskusteltiin vuoden 2013 aikana biologian olympiavalmennuksen uudistamisesta siten, että se valmennus palvelisi opiskelijoita pidemmällä aikavälillä ja tarjoaisi laajemman näkymän biologiasta tieteenä. Keskustelujen pohjalta olympiavalmennus päätettiin suunnata ensisijaisesti lukion toisen vuosikurssin opiskelijoille.

Opiskelijoille tarjotaan yksi viikko valmennusta olympialaisia edeltävän vuoden elokuussa ja toinen viikko olympiavuoden huhtikuussa.

Elokuussa 2014 biologian olympiavalmennusta järjestettiin ensimmäistä kertaa LUMA-keskus Aallon LUMARTS-opetuslaboratoriossa. Valmennuksen sisältöä uudistettiin siten, että kurssilla painotettiin entistä enemmän menetelmien ja taitojen oppimista yksittäisten faktojen opettelemisen sijaan.

Valmennuksen sisältö painottui kokeellisen biologian oppimiseen, sillä kansainvälisistä biologiaolympialaisista saadut kokemukset osoittavat, että suomalaisopiskelijoilla on parannettavaa etenkin tällä saralla.

Molekyylibiologian menetelmiin tutustumisen lisäksi biologian olympiavalmennettavat toteuttivat itse suunnittelemansa tutkimuksen. Tutkimuksien aiheet vaihtelivat katkaisuentsyymin toiminnasta bakteerien antibioottiresistenssiin. Jotkut opiskelijat tuottivat vihreänä fluoresoivaa GFP-proteiinia kolibakteereissa.

Biologian opetusta ylöspäin erityttävän olympiavalmennuksen on toivottu kohdentuvan suuremmalle yleisölle.

Vuonna 2014 olympiavalmennukseen kutsuttiin ensimmäistä kertaa myös valmennettavien opettajat, jotka pääsivät tällä tavalla tutustumaan olympiavalmennukseen ylöspäin eriyttävän tiedekasvatuksen välineenä.

Lisäksi kurssi tarjosi opettajille uusia opetusideoita ja mahdollisuuden siirtää kurssilla saatuja kokemuksia omiin kouluihin. Opettajien ottaminen mukaan parantaa olympiavalmennuksen tuntemusta ja vähitellen lähentää sitä kouluissa tapahtuvaan tiedekasvatukseen.

Valaiseva kokemus, jota ei kirjoista lukemalla saa

Kurssin osallistujat olivat tyytyväisiä kurssin antiin. Erityisesti oman tutkimuksen suunnitteleminen ja toteuttaminen koettiin mielekkääksi ja motivoivaksi. Opiskelijoilta kerätyn palautteen perusteella kiinnostus biologiaa ja sen opiskelemista kohtaan koheni. He kertoivat biologisen tiedon konkretisoituneen ja kurssin jopa ylittäneen heidän odotuksensa.

Myös opettajat kokivat palautteen mukaan kurssin mielekkääksi ja antoisaksi. Eräs opettaja totesi palautteessaan kurssin olleen “valaiseva kokemus, jota ei kirjoista lukemalla saa”.

Opetuksen eriyttämisen lisäksi biologian olympiavalmennus toimii siis tavallaan myös opettajien täydennyskoulutuksena, joka tarjoaa parhaan mahdollisen näköalan suomalaiseen tiedekasvatukseen. Samalla tieto tieteestä ja sen tarjoamista mahdollisuuksista leviää entistä laajemmalle.

Teksti ja kuva: Justus Mutanen.

Vierailu tiedeluokka F2k:hon elävöittää modernia fysiikkaa

Fysiikan opetuksen ja oppimisen resurssikeskus F2k:n tiedeluokka tarjoaa lukiolaisryhmille kokeellisia kierroksia modernin fysiikan kiehtovaan maailmaan. Opettajien kannattaa varata maksuton opintovierailu nyt, sillä F2k-laboratorion varauskalenterissa on vielä tilaa, sanoo F2k:n koordinaattori Miikka de Vocht.

Fysiikan opetuksen ja oppimisen resurssikeskus F2k:ssa tutustutaan kokeellisesti moderniin fysiikkaan. Resurssikeskuksen toimintaan kuuluu tiiviisti tiedeluokka F2k, jonne opettajat voivat tuoda luokkansa maksuttomalle oppimisvierailulle.

F2k-laboratoriossa voidaan määrittää elektronin ominaisvaraus, Planckin vakio ja valon nopeus. Kokeellisiin töihin kuuluvat myös Millikanin öljypisarakoe, mustan kappaleen säteily sekä tutustuminen kaasujen spektreihin ja indusoituneisiin signaaleihin. Parhaiten laboratoriovierailu sopii modernin fysiikan kurssin yhteyteen, mutta myös muihin aihepiireihin sopivaa ohjelmaa on madhollisuus räätälöidä yhteistyössä opettajien kanssa.

F2k:n koordinaattori Miikka de Vocht kertoo F2k-laboratorion kokeellisten töiden kattavan erityisesti lukion fysiikan 8. kurssin aihesisältöjä. Fysiikan sisältöjen lisäksi ”opiskelijat oppivat myös opetussuunnitelmassa vaadittavia kokeellisen työskentelyn, ryhmätyön ja teknologian käytön taitoja”, de Vocht kertoo.

Käytännössä opettaja varaa ryhmälleen sopivan vierailuajan ja sopii koordinaattorin kanssa mistä töistä he olisivat kiinnostuneet. Opettajan ja opiskelijoiden kannattaa tutustuvat työn teoriataustaan ennen vierailua, jotta tiedeluokkavierailun aikana tehtävästä kokeellisesta osuudesta saa mahdollisimman paljon irti.

Vierailu tiedeluokkaan motivoi oppimaan

“Hyvässä tiedeluokassa on riittävästi tilaa töiden lukumäärään nähden. Koska ryhmän koko on reilut 20 henkilöä, olisi olla opiskelijoilla muuta ohjelmaa, jos he kaikki eivät mahdu samaan luokkaan yhtäaikaisesti. Tärkeintä on kuitenkin töiden mielekkyys, töiden ohjeistuksen selkeys ja ohjauksen laatu. Nämä kaikki toteutuvat F2k-luokassa,” sanoo ryhmänsä F2k:hon tuonut fysiikan opettaja Panu Viitanen Helsingin luonnontiedelukiosta.

”OPSin yleiset osiot kannustavat monialaiseen oppimiseen, johon myös koulun ulkopuolinen oppiminen kuuluu. Informaalin opetuksen hyviä puolia on se, että se jättää opiskelijoille usein pysyvän muiston”, de Vocht kertoo.

Koulun ulkopuoliset oppimisympäristöt tarjoavat uusia näkökulmia aihepiirin opiskeluun ja motivoivat opiskelijoita, jolloin oppimista voi tapahtua eri tavalla kuin luokkahuoneessa. de Vochtin mukaan opiskelijat saattavat myös joissain tilanteissa ottaa tietoa vastaan mieluummin asiantuntijalta kuin opettajalta.

”Joissain tapauksissa opiskelijat näkevät asiantuntijan jopa roolimallina, jolloin motivaatio fysiikan opiskeluun ja luonnontieteellisiin uravalintoihin kasvaa. Koulujen ulkopuoliset vierailut saattavat myös parantaa ryhmähenkeä.”

de Vocht toivottaa lukion fysiikanopettajat ryhmineen tervetulleiksi vierailulle F2k:hon. Tulevaisuudessa tavoitteena on kehittää myös yläkoulun fysiikan sisältöihin soveltuvia kokeellisia töitä.

”F2k:hon kannattaa tulla, mikäli haluaa tarjota opiskelijoilleen ainutlaatuista sisältöä modernin fysiikan kurssiin liittyen. Opiskelijat saavat paremman käsityksen luonnontieteiden roolista yhteiskunnassa ja pääsevät samalla tutustumaan fysiikan laitokseen potentiaalisena tulevaisuuden opiskelupaikkana.”

Teksti ja kuvat: Maija Pollari.

Atomien väri

5.-luokan fysiikan kirjassa sanotaan, että atomit ovat värittömiä. Miten tämä on mahdollista? Eikö kaikella ole jokin väri?

Hauska kysymys, jota voisi pohtia vaikka kuinka monelta kantilta!

Atomit eivät ole minkään värisiä, koska ne ovat niin pieniä ettei niitä voi nähdä. Ja kun sanon että atomeita ei voi nähdä, niitä ei ihan oikeasti voi nähdä, vaikka otetaan miten voimakas valon avulla toimiva mikroskooppi. Näkeminen yleensä ja myös värien näkeminen perustuu sille että valoaallot ”kimpoavat” kappaleiden pinnasta ihmisen silmään. Atomin tapauksessa ongelma on se, että atomit ovat liian pieniä, jotta valoaallot voisivat ”kimmota” selkeästi atomin yksityiskohdista. Atomin rakennetta ei siis voi tarkastella valon avulla.

Sopivassa tapauksessa elektroni saattaa kuitenkin värähdellä valoaallon vaikutuksesta, siten että elektroni synnyttää uuden valoaallon. Uusi valoaalto voidaan havaita ja sillä on jokin väri. Tutkimalla sitä mitä värejä tai aallonpituuksia atomit lähettävät saadaan tietoa niiden rakenteesta. Atomit voivat kuitenkin värähdellä monilla eri tavoilla riippuen siitä minkälainen valoaalto niihin osuu ja siitä minkälaisessa molekyylissä, sidoksessa tai järjestyksessä ne ovat muiden atomien kanssa. Värit syntyvät kun suuri joukko valoaaltoja on tekemissä suuren atomijoukon kanssa esimerkiksi jonkun kappaleen pinnalla.

Yksi hyvä esimerkki värien monimutkaisesta syntymisestä on alkuaine seleeni. Seleeni voi esiintyä ainakin kolmessa eri muodossa, joista jokaisessa atomit ovat eri järjestyksessä ja jokainen muoto on siksi erivärinen; yksi muoto on harmaa, yksi punertava ja yksi metallinen. Toinen esimerkki on veren rauta, joka värjää veren punaiseksi. Pienissä määrissä rauta näyttää punaiselta. Rauta- tai seleeniatomeita ei kuitenkaan voida katsoa eikä niillä ole väriä.

Yksi pienimmistä asioista joita näkyvällä valolla vielä voidaan havaita ovat virukset. Tätä pienempiä asioita pitää havaita laitteilla, jotka perustuvat esimerkiksi ultraviolettivaloon, röntgensäteisiin tai korkeaenergisiin elektroneihin.

Miikka de Vocht, tohtorikoulutettava
Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto

LUMA-aineiden aineenopettajakoulutusta vahvistetaan yhteistuumin

Mihin suuntaan aineenopettajakoulutus on matkalla? LUMA-aineiden aineenopettajakoulutusfoorumin ensimmäiseen kokoontumiseen mahtui kuulumisia eri puolilta Suomea, uusia avauksia ja näkökulmia sekä yhteistyösuunnitelmia. Foorumin tavoitteena on alan nykytilan kartoittaminen ja aineenopettajakoulutuksen edistäminen opetuksen laadun takaamiseksi.

LUMA-aineiden aineenopettajakouluttajat kokoontuivat Helsingin yliopistolla 26.9.2014 keskustelemaan ainelaitosten tarjoaman aineenopettajakoulutuksen nykytilasta ja suunnittelemaan tulevia suuntia. Tapaamiseen saapui eri puolilta Suomea yli 30 aineenopettajakouluttajaa ja vaikuttajaa etsimään yhteisiä ratkaisuja aineenopettajakoulutuksen vahvistamiseksi.

Suomessa aineenopettajien koulutuksesta vastaavat yliopistojen ainelaitokset, joille on annettu on melko vapaat kädet järjestää koulutus haluamallaan tavalla. Ainelaitokset vastaavat noin 80 %:sta aineenopettajaopintoja. Erilaisista, verrattain itsenäisesti rakennetuista toteutusmalleista johtuen aineenopettajien koulutuskokonaisuuksissa on eroja eri yliopistojen välillä.

Tällä hetkellä aineenopettajakoulutusta resursoidaan epätasaisesti eri puolilla Suomea ja esimerkiksi ainedidaktiikan opinnoissa ainelaitoksilla ei ole yhtäläistä tarjontaa.

Resursseja voisi tasapainottaa tiiviimmällä yhteistyöllä, esimerkiksi järjestämällä yliopistojen yhteisiä kursseja, hyödyntämällä yhteisiä laboratoriotiloja ja jakamalla osaamista. Lisäksi opetusneuvos Armi Mikkola Opetus- ja kulttuuriministeriöstä näki aineenopettajakoulutukseen integroidun LUMA-toiminnan hyödyttävän niin tulevia opettajia kuin ainelaitoksiakin.

Ainelaitosten tarjoaman aineenopettajakoulutuksen edistäminen on tärkeää, jotta pystymme vastaamaan tulevaisuuden osaamisvaatimuksiin ja tarjoamaan lapsille ja nuorille parasta mahdollista opetusta, totesi Itä-Suomen yliopistossa fysiikan ja matematiikan opettajankoulutuksesta vastaava apulaisprofessori Pekka Hirvonen. Jos opettajankoulutuksen ongelmat siirtyvät kouluihin, vahinkoja on äärimmäisen vaikea korjata suurillakaan rahasummilla.

”Jos nyt säästetään miljoona euroa opettajankoulutuksesta, niin sen aikaansaamia vahinkoja ei riitä kymmenenkään miljoonaa korjaamaan”, Hirvonen totesi.

Yhteisyötä ainelaitosten tarjoaman koulutuksen konkreettiseksi parantamiseksi haluttiin yksimielisesti jatkaa. Ensimmäisenä toimenpiteenä foorumi päätti tiedottaa aineenopettajakoulutuksen vahvistamistarpeesta. Kannanotto toimitetaan yliopistojen kansallisen rakenteellisen kehittämisen työryhmälle.

Aineenopettajakoulutusfoorumin koollekutsujana ja järjestäjänä oli LUMA-keskus Suomi ja sen johtaja, prof. Maija Aksela sekä johtokunnan puheenjohtaja, apulaisprofessori Pekka Hirvonen. LUMA-keskus Suomen yhtenä tehtävä on edistää aineenopettajakoulutusta ja sen yhteistyötä Suomessa.

Foorumi kokoontuu seuraavan kerran Turussa keväällä 2015. Mukaan toivotaan myös opettajankoulutuslaitosten ja normaalikoulujen opettajia.

Teksti: Maija Pollari.

LUMA-aineet löivät hynttyyt yhteen: Matematiikka ja luonnontieteet yhteiskunnassa

Helsingin yliopistossa toteutettu Matematiikka ja luonnontieteet yhteiskunnassa -kurssi innosti LUMA-aineiden aineenopettajaopiskelijoita tavoittelemaan oppiaineita, työelämää ja arjen ilmiöitä yhdistävää näkökulmaa opetuksessa. Pilottikurssilla tuotettiin uusia toimintamalleja paitsi LUMA-aineiden myös koulujen ja yritysten yhteistyöhön.

Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa lähdettiin pari vuotta sitten kehittämään yhteisöllistä aineenopettajakoulutusta.

“Päätimme, että teemme yhteisöllisiä kursseja tuleville opettajille. Kursseja, joissa ei katsota vain yhden oppiaineen näkökulmaa, ja jotka tukevat opetussuunnitelman perusteiden tavoitteita kohti eheyttävää opetusta. Lisäksi kurssit tukevat yhdessä tekemistä ja tiimiopettajuutta,” kuvasi professori Maija Aksela, joka vastasi tiiminsä kanssa kurssin toteutuksesta.

Kaikkien aineiden hynttyyt yhteen

Viime keväänä yhteisöllisyys vietiin pitkälle. LUMA-aineiden hynttyyt lyötiin pilottiprojektissa yhteen. Niiden lisäksi mukaan lähti yrityksiä ja kouluja.

Kurssin tavoitteena on löytää innostavia esimerkkejä suomalaisesta osaamisesta opetukseen. Haluttiin myös kehittää uudenlaisia toimintamalleja yhteistyöhön, jotka innostavat oppilaita valitsemaan LUMA-aineiden opiskelun ja suuntaamaan tulevaisuudessa niitä tarvitseville työelämän aloille.

“Tulevat opettajat tarvitsevat lisätietoa LUMA-aineiden merkityksestä yhteiskunnalle,” Aksela kertoi. Siksi opetus haluttiin sitoa työelämään yritysten kautta.

Syntyi kurssi Matematiikka ja luonnontieteet yhteiskunnassa. Taloudellinen tiedotustoimisto TAT avusti pilottihankkeessa mm. yritysyhteyksien järjestelyissä.

Opintokäyntien malli koulujen käyttöön

Hankkeen tiimeihin tulikin monipuolista väkeä. Jokaisessa oli matematiikkaa, kemiaa, fysiikkaa ja maantiedettä pääaineenaan opiskeleva opettajaopiskelija, asiantuntija jostain pilotissa mukana olevasta viidestä yrityksestä ja kaksi opettajaa kustakin mukana olevasta koulusta.

Kunkin ”monikulttuurisen” tiimin piti kehittää malli toiminnalliseksi opintokäynniksi, jonka mukana oleva koulu voisi toteuttaa ensi vuonna. Pilottikurssin aikana järjestettiin kaksi toiminnallista opintokäyntiä yrityksiin sekä tietoiskuja kouluissa. Kaupan päälle osallistujat oppivat erilaisia hyviä pedagogisia toimintamalleja.

Ennakkotehtävät liittivät oppiaineet arkeen

Mitä sitten syntyi käytännössä? Projektityönä syntyi esimerkiksi opintokäynti pakkausalan yritykseen, jossa oppilaiden ennakkotehtävät yhdistivät eri oppiaineita pakkausten avulla. Eri oppiaineissa käsiteltävät asiat siis liitettiin arkiseen, jokapäiväiseen esineeseen. Tähän tapaan:

  • biologian tehtävät koskivat pakkausten kierrätystä,
  • fysiikan niiden tiheyttä, painetta, tilavuutta ja lämpölaajenemista,
  • kemian tehtävät materiaalikemiaa,
  • matematiikan tehtävät prosenttilaskua, tilastoja ja avaruusgeometriaa.

Koulut toteuttavat mallit lukuvuonna 2014–2015. Mallissa koululla käy vierailija metsäteollisuudesta ja koulussa järjestetään pakkauksen suunnittelukilpailu. Lopuksi pakkaussuunnittelijakoululaiset vierailevat yrityksessä, jossa parhaana palkitusta suunnitelmasta valmistetaan prototyyppi. Luonnontieteitä ja matematiikkaa siis kytketään eri tavoin opetussuunnitelman perusteisiin.

Moniammatillinen yhteistyö viehätti

Pilottikurssi sai mainion palautteen, Aksela kertoi. Parhaina piirteinä pidettiin moniammatillista yhteistyötä ja yritysvierailuja.

“Toivon, että tästä jatketaan. Yhdessä olemme enemmän!”

Suunnitelmissa on laajentaa kurssi koskemaan kaikkien aineenopettajien koulutusta. Nyt se toteutettiin valinnaisena kurssina.

Mukana pilotissa olivat kaupan alalta HOK-Elanto ja Heinon Tukku sekä metsäteollisuudesta Versowood, UPM Raflatac ja DS Smith Packaging. Kouluista mukana olivat Tesoman koulu ja Lielahden koulu Tampereelta sekä Olarin yläaste Espoosta.

Professori Maija Aksela kertoi matematiikka ja luonnontieteet -kurssista opettajankouluttajille suunnatussa OK!Akatemiassa elokuun lopulla. Vuosittaisen OK!Akatemian järjestää Taloudellinen tiedotustoimisto TAT. Akatemian ideana on lisätä vuorovaikutusta opettajakoulutuksen ja työelämän välille toisilta oppien ja kumppanuuksia luoden.

Teksti: Riitta Gullman, opetin.fi.

Kansainvälisesti palkitusta Kemianluokka Gadolinista haetaan uusia ulottuvuuksia koulun kemiaan

Helsingin yliopiston kemian laitoksella toimiva Kemianluokka Gadolin on kaikenikäisille oppilaille avoin ja maksuton toiminnallinen oppimisympäristö. Gadolinin innovatiivinen koulu-yritysyhteistyö palkittiin kunniamaininnalla kansainvälisessä Global Best Awards –kilpailussa.

Syyskuisena maanantaina ryhmä Tikkurilan lukion IB-oppilaita tutkii Kemianluokka Gadolinissa veden laatua. Oppilaat ovat jakaantuneet pieniin ryhmiin, jotka selvittävät ionikromatografiamenetelmällä vesinäytteessä piileskelevien ionien ja raskasmetallien määrää.

Vierailun tavoitteena on oppia kemiaa arkipäivään kytkeytyvän kokeellisuuden kautta, mutta opettaja Susanna Saukkosen mielestä jo yliopistoympäristöllä on oppilaita innostava vaikutus.

”Tärkeää on, että päästään tänne kemian laitokselle ihan vaan katsomaan, että tällainen paikka on olemassa. Aika monessa herättää uudenlaista innostusta, kun pääsee yliopistolle.”

”Oppilaalle on voinut vierailun jälkeen olla selvää, että hän haluaa hakea tänne opiskelemaan. Kemian laitoksella olemme päässeet tapaamaan tutkijoita ja se on ollut myös jollain tapaa inspiraation lähde oppilailleni”, Saukkonen kertoo.

Erilaista oppimista koulun ulkopuolella

Oppimisen ei enää ajatella rajoittuvan luokan seinien sisäpuolelle.

”Ajattelen, että tärkeää on tulla pois koululuokasta. Tietysti täälläkin tehdään labratöitä, mutta eri ympäristössä, jossa siihen saadaan vähän uusia ulottuvuuksia. Usein valitsemme sellaisia kokeellisia töitä, joiden tekeminen ei koulussa onnistu”, Saukkonen sanoo.

“Tärkeää on sekin, että se on välillä joku muu kuin opettaja, joka tarjoaa tietoa. Myös se, että ryhmänä tullaan johonkin ja oppilaat toimivat yhdessä vaikuttaa ryhmädynamiikkaan ihan erilailla kuin koulussa.”

Iltapäivän ohjelmassa lukiolaisryhmää odotti vielä molekyylimallinnus ja ajelu tulevaisuuden vetyautoilla.

Gadolinin toimintamallille kansainvälistä tunnustusta

Gadolinin konsepti palkittiin 12.9.2014 kansainvälisellä Global Best Awards -kunniamaininnalla uraauurtavasta työstä koulujen, yliopistojen ja yritysten välisessä yhteistyössä. Global Best Awards -palkinnot myöntää koulu-yritysyhteistyötä kehittävä kansainvälinen verkosto, The International education business Partnership Network (IPN).

”Gadolin on yksi esimerkki yliopiston, elinkeinoelämän ja koulujen yhteisöllisestä LUMA-työstä, josta on haettu esimerkkiä myös kansainvälisesti. Lukuisia asiasta innostuneita asiantuntijoita ja opiskelijoita on ollut mukana sen suunnittelussa ja toteutuksessa”, sanoo Kemianluokka Gadolinin johtaja, professori Maija Aksela Helsingin yliopiston kemian laitokselta.

Tuo oma luokkasi Gadoliniin! Lisätietoja, kokeellisten töiden listan ja varauskalenterin löydät kemianluokka Gadolin sivuilta.

Mediatiedote Kemianluokka Gadolinin palkitsemisesta

Teksti: Maija Pollari.
Kuva: Veikko Somerpuro.

Maailmankaikkeuden kiemuroita

Mitä maailmankaikkeus oikein on? Jos alkuräjähdysteoria onkin vain ihmisen mielipide, entä jos toinen sivilisaatio ajattelisi toisin. Voisiko koko maailmankaikkeus olla vain jonkun oikein viisaan ryhmän kehittämä virtuaalikupla, vähän niin kuin meidän tietokoneverkko? Ja elämä olisi vain heidän luoma tekoälynsä? Voisiko mikä tahansa oikeastaan olla mahdollista?

Niin, mikä maailmankaikkeus oikein on? Platonin ajoista saakka on kiistelty siitä, onko kaikki pohjimmiltaan ainetta vaiko ajatusta, ja yksimielisyyttä ei ole löytynyt. Puhtaat materialistit (kuten mainio tietokirjailija ja huippututkija Kari Enqvist) ajattelevat, että kaikki on pohjimmiltaan vain hiukkasten liikettä, kvarkkien tanssia. Idealistit taas uskovat, että maailma on jotain ihan muuta, ei-aineellista – vaikkapa Jumalan unta.

Tässä maailmassa meidän täytyy kuitenkin luottaa havaintoihimme, aisteihimme ja järkeemme.

Esimerkiksi alkuräjähdysteoria perustuu tiukasti havaintoihin, ja voinemme olettaa, että jossain muualla olevat älykkäät olennot tekisivät samanlaisia havaintoja kosmoksesta kuin mekin, ja lopulta hekin päätyisivät samanlaisiin selityksiin. Ovathan luonnonlait ja muut säännöt samoja kaikkialla ja kaikkina aikoina, kuten voimme eri tavoin havaita.

Yksi moderni versio idealismista on sitten ajatus, että elämmekin virtuaalitodellisuudessa, jonka joku superäly on luonut.

Tätä ajatusta on erityisesti kehitellyt Oxfordin yliopistossa toimiva filosofi Nick Bostrom, jonka mielestä on “lähes varmaa”, että me todellakin elämme simulaatiossa. (Verkosta löytyy runsaasti hänen englanninkielisiä kirjoituksiaan.) Lienee tuskin tarpeellista sanoa, että kaikki eivät ole yhtä mieltä hänen kanssaan.

Esko Valtaoja, professori
Fysiikan ja tähtitieteen laitos, Turun yliopisto

LUMA SUOMI -ohjelma käynnistyy

Lasten ja nuorten luonnontiede- ja matematiikkaosaamista vahvistava LUMA SUOMI‒kehittämisohjelma käynnistyy 1.9.2014 avajaisseminaarilla Oulun yliopistossa. Opetus- ja kulttuuriministeriön rahoittama ohjelma ottaa kunnat mukaan opetuksen ja opiskelun työtapojen kehittämiseen.

Suomen on pidettävä huolta luonnontieteiden ja matematiikan osaamisen perustasta. Keskustelua on herättänyt suomalaisten nuorten viimeaikainen asenteiden kehitys luonnontieteitä ja matematiikkaa kohtaan sekä osaamisen tason lasku.

Myös opetus- ja kulttuuriministeriö havahtui LUMA-aineiden osaamisen ja asenteiden heikentymiseen niiden käytyä selkeästi ilmi kansainvälisissä tutkimuksissa. Tilanteeseen tartutaan valtakunnallisella LUMA SUOMI -kehittämisohjelmalla, jolla uskotaan olevan hyvät vaikutusmahdollisuudet.

Opetus- ja kulttuuriministeriö on varannut kuusivuotiselle hankkeelle viisi miljoonaa euroa. Sen toteutuksesta vastaa LUMA-keskus Suomi -verkosto, johon kuuluu 10 yliopistoa.

LUMA SUOMI -ohjelma uudistaa opetusta

Kehittämishjelman päätavoitteena on lisätä 6‒16-vuotiaiden lasten ja nuorten motivaatiota opiskella luonnontieteitä ja matematiikkaa sekä uudistaa näiden aineiden opetusta.

Ohjelman puitteissa opiskelun työtapoja kehitetään oppilaslähtöisiksi, toiminnallisiksi ja tutkimuslähtöisiksi. Tavoitteena on myös elävöittää opetusta liittämällä se arki- ja työelämän yhteyksiin. Kehittämisessä käytetään apuna alan uusinta tutkimustietoa.

LUMA SUOMI -ohjelma tukee myös 2016 voimaan tulevien valtakunnallisten opetussuunnitelmien perusteita koulutyön arjessa. Toiminnalla pyritään nostamaan matemaattis-luonnontieteellistä ja teknologista osaamista ja osaajien määrää suomalaisen hyvinvoinnin vahvistamiseksi.

Ohjelmassa tuotetaan uudenlaisia tapoja opettaa ja oppimateriaaleja. Näin lisätään LUMA-aineiden tietojen ja taitojen opiskelun mielekkyyttä. Lisäksi ohjelma kiinnittää huomiota opettajien kouluttamiseen ja perehdyttämiseen uusien työtapojen käyttöön.

LUMA SUOMI -ohjelmaan kuuluu kolme puiteohjelmaa aliohjelmineen:

1. Matematiikan tutkiva oppiminen ja opetusteknologia sekä työelämä
2. Luonnontieteiden ja ympäristökasvatuksen tutkiva oppiminen ja opetusteknologia sekä työelämä
3. Teknologiakasvatus: ohjelmointi, robotiikka ja tietoyhteiskunta

Kuntaverkosto tulee kattamaan koko Suomen

Kunnilla on merkittävä rooli LUMA SUOMI -kehittämisohjelmassa. Alueelliset LUMA-keskukset rakentavat koko Suomen kattavan LUMA-kuntaverkoston yhteistyössä koulujen ja kuntien johdon kanssa. Tavoitteena on tehdä LUMA SUOMI -kehittämisohjelmasta valtakunnallisesti vaikuttava ja pitkäkestoinen hanke, joka vahvistaa suomalaista osaamista sekä Suomen kilpailukykyä.

Lisätietoja LUMA SUOMI -kehittämisohjelmasta antavat:

johtaja, professori Maija Aksela, LUMA-keskus Suomi, puh. 050 514 1450

opetusneuvos Aki Tornberg, opetus- ja kulttuuriministeriö, puh. 02953 30316

Fysiikan ja teknisen työn opettajat löysivät yhteisiä säveliä eheyttävään opetukseen

Teknisen työn ja fysiikan opettajat pääsivät yhdistämään kokemuksensa ja ideansa sähkötekniikasta LUMA-keskus Aallon ja Teknisten aineiden opettajat TAO ry:n järjestämällä pilottikurssilla.

Konkreettinen itse tekeminen on monilla avain oppimiseen. Toukokuussa 2014 LUMARTS-laboratoriossa järjestetty, teoriaa ja käytännön tekemistä yhdistellyt pilottikurssi testasi uusia eheyttämismahdollisuuksia fysiikan ja teknisen työn opetuksessa.

Itse tekemällä kohti oppimista

Projektipäällikkö Pirjo Putila LUMA-keskus Aallosta kertoo, että ajatus yhteistyöstä lähti teknisen työn opettajilta.

”Pohdimme, että olisi tosi tärkeää saada näytettyä, että teknisen työn avulla voisi havainnollistaa esimerkiksi monia fysiikan asioita. Tämä oli lähtökohta, josta ideoita lähdettiin kehittämään. Yhteistyökumppaniksi löytyi Teknisen aineiden opettajat TAO ry., josta ehdotettiin leditaskulamppua.”

Pilottikurssille osallistui samasta koulusta sekä fysiikan opettaja, että teknisen työn opettaja. _“Ajatuksena oli, että he pystyvät sitten jatkamaan keskustelua ja ideointia koulussaan. Kurssilla oli mukana viisi tällaista työparia, jotka yhdessä tekivät LED-taskulampun. Asiantuntijana vieraili Paulo Pinho Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulusta. Valaistustekniikkaan erikoistunut Pinho perehdytti kurssilaiset aluksi LED-teknologian teoriaan ja tutkimus- ja kehitystyön ajankohtaisiin saavutuksiin.

“Työpareissa teknisen työn opettajat opastivat käytännön rakentamista. Kun taskulamput oli saatu valmiiksi, alettiin miettiä mitä fysiikan sisältöjä sen avulla voisi opettaa ja mihin siitä voisi jatkaa”, Putila kertoo.

Pohdinnassa esille nousi konkreettinen esitys, että konseptia voisi kokeilla yläkoulussa ensin valinnaisena kurssina, jota fysiikan ja teknisen työn opettajat vetäisivät yhteistyössä.

Kurssilaisten mukaan työksi voisi sopia esimerkiksi heidän testaamansa LED-taskulampun valmistaminen. ”Opettajat pohtivat, että kurssi voisi olla seiskaluokalla jo heti aluksi, koska oppilaat ovat kuutosluokalla tutustuneet sähköoppiin ja magnetismiin.”

Haasteena terminologia

Putila kertoo, että kurssilaiset törmäsivät haasteisiin sähkötekniikan terminologiassa. Teknisen työn ja fysiikan opettajat käyttävät jossain määrin eri termejä.

”Esimerkiksi teknisen työn opettajat puhuvat resistoreista ja kun fysiikan opettajat puhuvat vastuksista, niin oppilaat eivät pysy kärryillä. Ja sitten arvot, onko se resistanssi vai vastusarvo. Samoin esim. johtamiset ja johtumiset, ylipäänsäkin kaikki tällaiset termit menee oppilailla helposti sekaisin.”

Putilan mielestä käsitteiden johdonmukaisesta käytöstä on syytä sopia opettajien kesken: “[Terminologia] on semmonen asia, jota opettajien kannattaisi keskenään pohtia opettajanhuoneessa.”

Uusia ideoita ainerajojen ylittämiseen

Putilan mukaan pilottikurssilaisilta saatiin innostunutta palautetta ja kehittämistoiveita.

Putila nostaa esille, että ”erityisen tärkeää opettajille oli, että koska koulun arkityö on kiireistä, pitäisi keskusteluille kollegan kanssa löytää sopiva aika ja paikka. Toivottavasti nämä samasta koulusta osallistuneet opettajat jatkavat keskustelua, että jotain lähtee käyntiin kouluissakin.”

Eheyttävä opetus on ajankohtainen aihe OPS2016-uudistuksen valossa. Putila rohkaisee opettajia yhdistelemään tunteja ja aihepiirejä yli oppiainerajojen ja toivoo, että eri aineiden ei tarvitsisi kilpailla keskenään.

”Meidän pitää luottaa opettajien omaan asiantuntemukseen. Opettajan arki on hektinen ja koulussa on paljon haasteita, mutta jos opettajille taataan omaa tilaa, aikaa ja välineitä, he ovat niin osaavia ja taitavia, että pystyvät kyllä kehittämään paljon hyvää toimintaa”, hän toteaa.

LUMA-keskus Aallossa on suunniteltu myös yhteistyön avaamista taidekasvatuksen suuntaan.

”Taito- ja taideaineiden ja LUMA-aineiden yhdistäminen tarjoaa todella mielenkiintoisia mahdollisuuksia.”

Tutustu myös tekstiilityötä, matematiikkaa, kemiaa ja fysiikkaa yhdistävään Lasketaan langasta -materiaaliin.

Teksti: Maija Pollari.

Kosmetiikan kemiasta vinkkejä ja kontekstuaalisuutta opetukseen

Kosmetiikka on silkkaa kemiaa. Kosmetiikan hyödyntäminen kemian opetuksessa on kannattavaa ja motivoivaa, sillä oppilaat kokevat sen osuvan oman arkielämänsä kontekstiin. Tutustu uuteen Kosmetiikan kemiaa-lisäoppimateriaaliin!

Arkielämän kontekstit lisäävät oppilaiden motivaatiota ja kiinnostusta opetettavaan aiheeseen sekä auttavat ymmärtämään hankalampiakin kokonaisuuksia. Lisäksi oppilaille entuudestaan tuttujen kontekstien käyttö lisää positiivista asennetta tiedeaineita kohtaan.

Kemia voi olla oppilaan mielestä tylsä ja hankala oppiaine, koska sitä pidetään omasta elämästä irrallisena aiheena, jolla ei ole merkitystä. Kontekstuaalinen oppiminen on ihmiselle luontaista ja johtuu aivojen kyvystä ja tarpeesta etsiä havaituille asioille merkityksiä.

Kosmetiikka on eräs arkielämän tutuista konteksteista. Ostamme kosmetiikkaa keskimäärin 200 eurolla vuodessa ja käytämme lukuisia hygienia-, hius- ja ihonhoitotuotteita joka päivä, mutta emme juuri kiinnitä huomiota tuotteen sisältöön tai pohdi tuotteen elinkaarta.

Useimmat tietävät kosmetiikasta vain sen, mitä mainokset kertovat. Kosmetiikka on kuitenkin silkkaa kemiaa ja sopii siis erinomaisesti esimerkiksi oppitunnille siinä missä elintarvikkeet ja lääkkeetkin.

Peruskoulu- ja lukio-opetuksen yhtenä tavoitteena on parantaa oppilaan valmiuksia toimia sellaisena kuluttajana, jolla on riittävä tieteellinen lukutaito vastuullisten valintojen tekemiseen. Kosmetiikan kohdalla tämä tarkoittaa sitä, että tuoksun ja värin lisäksi myös muut kriteerit voisivat vaikuttaa tuotteen hankintaan. Näitä ovat esimerkiksi ympäristöön ja terveyteen liittyvät asiat.

Vinkkejä kosmetiikkaan liittyvän kemian sisällyttämisestä peruskoulun ja lukion opetussuunnitelmien mukaisiin aiheisiin. Kuva: Päivi Kousa.

Kosmetiikan kemiaa -sivusto syntyi opinnäytetyönä

Oppikirja-analyysin ja opettajille tehdyn tutkimuksen perusteella syntyi kosmetiikka-aiheinen, peruskoulun ja lukion opetussuunnitelman huomioonottava lisäoppimateriaali, jonka tarkoituksena on antaa tietoa kosmetiikan kemiasta tuotteen koko elinkaari huomioiden.

Kosmetiikan kemiaa -sivustolta löytyy ajantasaista, tieteelliseen tutkimukseen perustuvaa perustietoa niin kosmetiikan raaka-aineista, valmistuksesta kuin tuotteistakin. Materiaalia voi käyttää vapaasti opetuksessa, kunhan muistaa mainita alkuperäislähteen.

Lisäksi tarjolla on tutkimuksellisia oppilastöitä luokan tai ryhmän kanssa toteutettavaksi. Työohjeet ja tehtävät ovat yksinkertaisia ja turvallisia ja soveltuvat monipuolisesti erilaisille luokka-asteille.

Kokeikaa vaikka tätä hauskaa kokeellista työtä!

TEE ITSE KOSMETIIKKAA

Tämän tutkimuksellisen työn tarkoituksena on oppia yksinkertaisia asioita kosmetiikkatuotteiden rakenteesta, valmistuksesta, säilyvyydestä ja pakkausmerkinnöistä. Oppilaalle ei anneta valmista reseptiä, jonka voi keittokirjamaisesti toteuttaa, vaan kannustetaan tekemään ja miettimään ratkaisuja itse.

Arjesta tuttuja raaka-aineita yhdistelemällä voidaan kokeilla, mitkä aineet sopisivat voiteeseen tai miten vahaa ja vettä voisi yhdistää. Tämän työohjeen raaka-aineet ovat turvallisia ja ympäristöystävällisiä aineita, joita käytetään myös elintarvikkeissa. Kosmetiikan valmistukseen käyvät puhtaat ja asianmukaisesti säilytetyt raaka-aineet.

Olet lähtenyt luokkasi kanssa leirikouluun Afrikkaan. Ruoka- ja paperitavaroita on yllin kyllin, mutta kaikki kosmetiikka- ja hygieniatuotteet jäivät kiireessä matkasta. Luokkanne haetaan vasta viikon päästä, joten on keksittävä, miten viikon aikana voisi peseytyä ja hoitaa kuivaa ja auringon polttamaa ihoa. Onneksi voit käyttää leirikoulun laboratoriota ja kemian oppitunteja hyödyksi ja tehdä oppilaiden kanssa kosmetiikkaa itse. (Kaikenhan voi tehdä myös itse hammastahnoista hiusveteen!)

Tarvikkeet:

  • Erilaisia kodin keittiöstä tuttuja raaka-aineita, kuten kookosrasvaa, öljyjä, jauhoja, sokeria, suolaa, soodaa, etikkaa, sitruunahappoa, aromiaineita, elintarvikeväriä jne.
  • Laboratoriosta mahdollisesti löytyviä ja kosmetiikkaan mainiosti sopivia aineita, kuten nestemäistä paraffiinia, vaseliinia, mehiläisvahaa, glyserolia ja teknistä alkoholia.
  • Tislattua vettä (hanavesikin käy tarvittaessa)
  • Puhtaita kannellisia astioita tai pulloja
  • Kyniä, sakset, tarrapaperia tai tavallista paperia ja teippiä

Työvälineet:

  • Puhtaat astiat, jotka on joko keitetty tai pesty ja sen jälkeen huuhdeltu desinfioivalla aineella
  • Esimerkiksi keittolevy, lämpömittari, vaaka, sauvasekoitin ym. tarpeesta riippuen

Työn kulku:

Kun teet kosmetiikkaa itse, huolehdi, että kätesi ja käyttämäsi astiat ovat puhtaita. Koska raaka-aineita laitetaan iholle, ei ole järkevää käyttää yleisesti ärsyttäviä tai allergisoivia aineita. Älä käytä sellaisia aineita, joille olet allerginen, kuten maitoa tai vehnäjauhoja. Laita valmis tuote kannelliseen astiaan tai korkilliseen pulloon. Mikäli tuote on lämmintä, anna sen jäähtyä ennen kannen sulkemista. Kun tuote on valmis, tee etiketti. Etiketissä tulisi olla seuraavat asiat:

  • Tuotteen nimi (voit keksiä nimen ja käyttötarkoituksen itse)
  • Tuotteen käyttötarkoitus ja -ohje
  • Paino tai tilavuus valmistushetkellä
  • Jos tuotteessa on erottuvat faasit, tuotteessa pitää olla ravistettava -merkintä
  • Säilyvyysaika ja säilytyspaikka (Itse tehdyt tuotteet kannattaa säilyttää jääkaapissa ja käyttää mahdollisimman nopeasti. Vettä sisältävä tuote säilyy noin 2-3 päivää ja vedetön tuote noin viikon.
  • Valmistajan yhteystiedot ja osoite (tässä tapauksessa oma nimi riittää)
  • Ainesosa- eli INCI –luettelo paljousjärjestyksessä siten, että viimeisenä ovat alle 1% sisältävät raaka-aineet satunnaisessa järjestyksessä. Jos aikaa on vähän, eikä tietokonetta ole saatavilla nimien etsimiseen, suomenkieliset nimet riittävät, Oikeassa kosmetiikassa nimet ovat tarkkaan määriteltyjä INCI –nimiä.

Lisätietoa: Kousa, P. (2014). Kosmetiikan kemia kontekstuaalisen oppimisen apuvälineenä. Helsinki: Helsingin yliopisto, matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, kemian laitos.

Teksti: Päivi Kousa.