Kynttilän sammuminen

Miksi kynttilä sammuu puhallettaessa?

Palaminen vaatii palavan materiaalin, happea ja riittävän korkean lämpötilan. Kun kynttilä sytytetään tulitikulla, kynttilän sydämessä oleva vaha, joka voi olla steariinia tai parafiinia, alkaa ensin sulaa ja sitten höyrystyä.

Höyrystynyt vaha leimahtaa tuleen palavan tulitikun ja ympäröivän ilman vaikutuksesta. Tulitikku kasvattaa lämpötilan riittävän korkeaksi leimahdukselle, ja ilmassa on palamisessa tarvittavaa happea. Kynttilän liekin ansiosta vahan höyrystyminen jatkuu ja lämpötila pysyy riittävän korkeana. Lisäksi liekki aiheuttaa nousevan ilmavirtauksen, joka tuo happea ja vie palokaasut pois.

Kun kynttilä sammutetaan puhaltamalla, ainakaan happi ei lopu. Palava materiaalikaan ei lopu, minkä voi todeta helposti viemällä palavan tulitikun juuri sammutetun kynttilän sydämen lähelle. Kynttilä leimahtaa uudelleen palamaan, sillä vahaa höyrystyy vielä vähän aikaa kynttilän sammuttua. Puhallus saa kuitenkin lämpötilan pienenemään niin matalaksi, että kynttilä sammuu.

Seppo Andersson
Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto

Tiosyanaatti-ioni happamissa liuoksissa

Kaliumtiosyanaatin käyttöturvallisuustiedotteessa sanotaan, että aine muodostaa happojen kanssa erittäin myrkyllistä kaasua. Monissa laboratoriotöissä kaliumtiosyanaattiliuosta kuitenkin lisätään happamaan liuokseen. Onko tällaisissa tilanteissa vaarana, että liuoksessa muodostuu esimerkiksi vetysyanidia?

Tiosyanaatti-ioni SCN voi protonoitua happamassa liuoksessa muodostaen tiosyaanihappoa HSCN, jonka pKa on −1,8 (happovakion arvo vaihtelee lähteen mukaan). Tiosyanaatti-ioni on siten protonoituneena vahvasti happamissa liuoksissa.

Tiosyaanihappoa on valmistettu happamissa olosuhteissa esimerkiksi käyttäen lähtöaineina KSCN:ää ja HClO4:ää (Z. Anal. Chem. 1975, 276, 117–120), joten mitään välitöntä myrkyllisyyttä ei ilmeisesti esiinny hapon melko väkevissäkään vesiliuoksissa.

Tiosyaanihapon vesiliuoksen on toisaalta havaittu vapauttavan vähitellen rikkivetyä, joka on tietysti erittäin myrkyllistä. Rikkivety on sitä isompi ongelma, mitä väkevämpi liuos on. Vapautuvan rikkivedyn absoluuttiseen määrään vaikuttavat väkevyyden ohella useat tekijät, kuten liuostilavuudet, liuospinnan ala ja lämpötila. Varminta on suorittaa tiosyanaattityöt vetokaapissa.

Paavo Perämäki, professori
Kemian laitos, Oulun yliopisto

Yhteisöllisesti toimiva Valtakunnallinen LUMA-keskus palkittiin yhteiskunnallisesta vaikuttavuudesta

Helsingin yliopisto on myöntänyt ensimmäisen Yliopisto yhteiskunnassa -palkintonsa Valtakunnalliselle LUMA-keskukselle (engl. Finland’s Science Education Centre). Palkinnosta päättänyt yliopiston yhteiskunnallisen vuorovaikutuksen neuvosto kiinnitti huomiota etenkin keskuksen toiminnan pitkäaikaisuuteen ja monipuolisuuteen.

LUMA-keskus koordinoi koulujen, yliopistojen ja elinkeinoelämän yhteistyötä Suomessa. Sen tavoitteena on edistää luma-aineiden eli luonnontieteiden, matematiikan, tietotekniikan ja teknologian mielekästä oppimista ja opetusta. Myös kansainvälisesti toimiva keskus on rakentanut Suomeen kansallisen LUMA-verkoston ja viettää 10-vuotisjuhlaansa ensi vuonna.

“Taitavissa ja osaavissa lapsissa sekä nuorissa on Suomen hyvä tulevaisuus”, sanoo keskuksen johtaja, professori Maija Aksela painokkaasti.

“Matemaattis-luonnontieteellinen sivistys on erittäin tärkeä osa suomalaista kulttuuria, ja me tarvitsemme enemmän matematiikan, luonnontieteiden, tietotekniikan ja teknologian opiskelijoita eri aloille ja eri puolille maata. Lapsia ja nuoria varten haluamme nostaa esiin erityisesti suomalaisia esikuvia, tutkimusta ja innovaatioita.”

LUMA-keskus on tunnettu uutta tutkimusta, sovellutuksia ja käyttöä koskevan tieteellisen tiedon esilletuoja, muokkaaja ja levittäjä, koulujen yhteistyökumppani sekä asiantuntija tiedekasvatuksen ja teknologian opetuksen kehittämisessä. Sen yhteistyömallia on pidetty kansainvälisesti innovatiivisena: se yhdistää koulut eri asteilla, tiedeyhteisön ja sen opettajankoulutuksen sekä elinkeinoelämän.

“Keskuksessa vierailee jatkuvasti kansainvälisiä vieraita, ja sen koulutusvientimahdollisuuksia kartoitetaan parhaillaan”, kertoo Aksela.

LUMA-toiminnassa on mukana vuosittain toista sataa eri toimijaa

Keskuksen toiminnan keskeinen periaate on oivaltamisen ja onnistumisen ilo sekä elämykset. Sen toimintamuotoja ovat seitsemän oppiainekohtaista resurssikeskusta, viisi vuorovaikutteista verkkolehteä, neljä kouluja maksuttomasti palvelevaa oppimisympäristöä eli tiedeluokkaa yliopistossa (F2k, Gadolin, Linkki, Origo) sekä laaja opettajien täydennyskoulutus.

Keskus järjestää vuosittain kymmeniä tiedekerhoja, -klubeja ja -leirejä, ja ohjelmassa on jälleen kansainvälinen MY Camp -leiri Helsingissä kesäkuussa 2013. Tammikuussa 2013 lasten Jippo-toiminta laajenee 3–6-vuotiaisiin pikku-Jippoihin Tiedekulmassa Helsingissä.

Valtakunnallinen LUMA-keskus on yliopiston matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan koordinoima yhteiskunnallisen vuorovaikutuksen sateenvarjo-organisaatio. Helsingin yliopistosta sen toiminnassa on mukana viisi tiedekuntaa.

Sen tuottamat lapsille ja nuorille suunnatut luonnontieteen verkkolehdet Luova, Kreativ ja Jippo toivat Akselalle työryhmineen tiedonjulkistamisen valtionpalkinnon vuonna 2009. Nykyään se julkaisee myös yli sadassa maassa luettua kansainvälistä MyScience-lehteä nuorille verkossa sekä tieteellistä lehteä European Journal for Young Scientist and Engineers (EJYSE) 14–21-vuotiaille nuorille.

Yliopisto yhteiskunnassa -palkinnon saajaksi tuli kaikkiaan 29 ehdotusta. Palkinnon suuruus on 5 000 euroa.

Valtakunnallinen LUMA-keskus kiittää lämpimästi kaikkia LUMA-toimijoita ja yhteistyötahoja.

Lisätietoja: johtaja, professori Maija Aksela, puhelin 050 514 1450, maija.aksela@helsinki.fi

Teksti: Minna Meriläinen-Tenhu.

Lahjakkuuden tunnistaminen ja tukeminen

Kansallisen LUMA-toiminnan yhtenä painopistealueena on lahjakkuuden huomioiminen, kiinnostuksen herättäminen ja kykyjen mukaisen oppimisen tukeminen. Aiheita on käsitelty monissa tämän vuoden kuukauden puheenaiheissa. Miten tunnistamme erilaista lahjakkuutta ja huomioimme sitä entistä paremmin opetuksessa ja informaalisessa LUMA-toiminnassa sekä saamme siten entistä useamman lapsen ja nuoren kokemaan oivaltamisen ja onnistumisen iloa? Osallistuhan keskusteluun ja tuo esille omia kokemuksiasi sekä hyviä esimerkkejä asian edistämisestä.

Suomi tarvitsee lisää matematiikan, luonnontieteiden, teknologian ja tekniikan osaajia eri aloille ja eri puolille maata. Useat viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että liian harva nuori Suomessa ja myös koko Euroopassa valitsee LUMA-aineiden opiskelun huolimatta tieteiden suuresta vaikutuksesta jokaisen hyvinvointiin, yhteiskuntaan ja ympäristöön. Suurimpia haasteita on, miten saada yhä useampi nuori – tuleva päättäjä – kiinnostumaan erityisesti matematiikan, fysiikan ja kemian opiskelusta.

Keväällä Opetushallituksen julkaiseman tutkimuksen mukaan yhdeksäsluokkalaiset suomalaiset nuoret osasivat matematiikkaa ja luonnontieteitä tyydyttävästi (esim. Hirvonen, 2012Kärnä et al., 2012). Myös eroja kiinnostuksessa luonnontieteiden opiskelua kohtaan havaittiin eri sukupuolten välillä: esimerkiksi 15-vuotiaita tyttöjä kiinnosti luonnontieteistä vähiten fysiikan ja kemian opiskelu, kun taas poikia kiinnosti vähiten fysiikan, biologian ja kemian opiskelu. Myöskään matematiikasta ei pidetty, vaikka se nähtiin hyödyllisenä. Eroja asenteissa tyttöjen ja poikien välillä oli vähän.

Kansainväliseen lahjakuuskonferenssi ECHA:an osallistuminen syksyllä sai meidät pohtimaan seuraavia kysymyksiä: Voisiko erilaisia lahjakkuuden muotoja huomioimalla saada oppilaat entistä paremmin kiinnostumaan LUMA-aineista? Onko eriyttämisestä tai luokalta siirtämisestä tai informaalisesta oppimisesta apua erityislahjakkaiden tukemisessa?

Suomalaisen lahjakkuustutkijan, prof. Kirsi Tirrin mukaan on tarvetta tukea erityislahjakkuutta “Joskus lahjakkaat eristäytyvät omaan maailmaansa ja onnistuvat peittämään oman osaamisensa taidokkaasti muilta oppilailta ja opettajiltaan. Varsinkin tytöt ovat erittäin taitavia piilottamaan matemaattiset kykynsä! Ikävimmissä tapauksissa lahjakkaat oppilaat tulevat syrjityiksi tai kiusatuiksi. Tutkimusten mukaan 1/3 matemaattisesti lahjakkaista oppilaista, etenkin pojista, joutuu kiusaamisen kohteeksi varsinkin peruskoulun aikana.”

Seuraavaksi muutama näkökulma lahjakkuusteemaan keskustelun pohjaksi.

Lahjakkuuden tunnistamisesta

Yksikölliset tarpeet huomioiva opetuksen suunnittelu ja toteutus on usein isoissa oppilasryhmissä haasteellista. Luonnontieteiden opettajien mielestä hyvien oppimistulosten saavuttamista kaikkein eniten vaikeuttava tekijä oli juuri oppilasjoukon heterogeenisuus (esim. Kärnä et al., 2012).

Opettajalla on keskeinen rooli erilaisten lahjakkuuksien tukemisessa sekä mietittäessä, tarjoaisivatko eriyttämien, luokan väliin jättäminen tai informaalisen oppimisen mahdollisuudet hyvän ratkaisun kyseiselle oppilaalle.

Keskeistä on, miten tunnistaa oppilaiden eri lahjakkuuden muotoja ja hyödyntää sitä tietoa opetuksen suunnittelussa ja päätöksiä tehdessä.

Hyvää suomenkielistä materiaalia vahvuuksien tunnistamiseen ja tukemiseen löydät esimerkiksi Opetushallituksen lahjakkuutta ja erityisvahvuuksia tukevan opetushankkeen verkkosivuilta (Mäkelä, 2009).

Lahjakkuuden tukemisesta

Lahjakkuustutkija, prof. Nicholas Colangelo painotti konferenssissa, että jokaisella oppilaalla tulisi olla oikeus oppia jotain uutta joka päivä. Haasteena on kuitenkin se, että opettajalla on luokassa usein ainakin kolmisenkymmentä erilaista lahjakkuutta omaavaa oppilasta.

Luokan heterogeenisyyttä ja eriyttämisen haasteita kuvaa seuraava esimerkki: Minna on lahjakas valokuvaamaan ja tekee mielellään erilaisia visuaalisia esityksiä myös tietokoneella. Hän on kiinnostunut taiteista, mutta LUMA-aineiden opiskelu ei ole hänestä kiinnostavaa, koska hän ei koe pääsevänsä niissä toteuttamaan itseään. Matilla on samanlainen tilanne: hän on taitava käsistään ja rakentaa mielellään, mutta turhautuu teoreettisilla tunneilla. Minna ja Matti eivät myöskään tiedä, missä kaikkialla LUMA-aineita tarvitaan jatkossa ja työelämässä.

Liisa ja Lauri puolestaan sisäistävät helposti matemaattisten aineiden sisältöjä, mutta he alisuoriutuvat mielekkäiden haasteiden puutteessa ja kiinnostus aineiden opiskelua kohtaan on lopahtanut. He ovat selvästi lahjakkaita, mutta mielenkiinto muita aiheita kohtaan ohjaa heitä muille opiskelualoille.

Olli ja Oili ovat taas huippulahjakkaita matematiikassa, mutta hekään eivät ole löytäneet opiskeluiloa ja tuntevat heterogeenisissä ryhmissä olonsa turhautuneeksi.

Tapoja opetuksen eriyttämiseen on monia, eikä syksyn ECHA-konferenssikaan tarjonnut yhtä oikeaa ratkaisua.

LUMA-aineista erityisen kiinnostuneita oppilaita voi esimerkiksi ohjata LUMA-painotteisiin kouluihin tai luokkiin. Myös LUMA-aineiden ja yhteiskunnan välistä vuorovaikutusta kannattaa tuoda opetuksessa esille. Etenkin humanistisista aineista kiinnostuneita lahjakkaita oppilaita innostaa LUMA-aineiden sosiaaliset ja yhteiskunnalliset sekä moraaliset ja eettiset asiat ja niistä keskustelu.

Myös yhteistyö esimerkiksi historian, yhteiskuntatieteiden, filosofian ja psykologian opetuksen kanssa voisi tuoda uusia näkökulmia matematiikan ja luonnontieteiden opetukseen.

“Biologian ja maantiedon tunneilla 15-vuotias oppilas kokee saavansa tietoa maailmankuvaansa varten melko usein, fysiikan ja kemian tunneilla joskus. Tämänkaltainen tieto liittyy biologian ja maantiedon osaamiseen ja siihen, että luonnontieteistä pidetään.” (Kärnä et al., 2012)

Esimerkiksi Miksei matematiikka innosta? -kirjoituksessaan Lumi Ketola esittää ajatuksia kehittämistarpeesta tuoda opetuksessa esille enemmän matematiikan vaikutusta ihmiskunnan ja yhteiskuntien kehitykseen (Ketola, 2012).

Monipuolisia työtapoja käyttämällä voidaan kohdata yhä useampi nuori. Nuorten taustaa ja toiveita kuuntelemalla voi saada uusia näkökulmia toteutuksen sisällöiksi ja tavoiksi. Esimerkiksi Helsingin yliopiston opettajankoulutuslaitoksen verkkosivuilta löytyy hyvää suomenkielistä materiaalia erilaisista innostavista työtavoista.

“Toiminnallisuus liittyy usein konkreettisen merkityksen antamiseen matemaattisille käsitteille ja objekteille, vaikka ne oikeasti olisivat hyvinkin abstrakteja.” (Oikkonen, 2012).

Lahjakkaiden monipuoliseen tukemiseen löytyy lisämateriaalia myös Opetushallituksen sivuilta.

Informaalinen oppiminen yhtenä mahdollisuutena

Informaalisen oppimisen hyödyntäminen formaalin oppimisen rinnalla on myös yksi tapa herättää kiinnostusta ja tukea erilaista lahjakkuutta. Oppilaita voi kannustaa osallistumaan vaikkapa kansallisen LUMA-verkoston toimintaan eri puolilla Suomea: esimerkiksi tiedekerhoihin, -klubeihin ja -leireille. Näissä tapahtumissa oppilaalla on mahdollisuus tutustua muihin nuoriin, jotka jakavat samoja mielenkiinnon kohteita.

Kokemuksemme mukaisesti erityislahjakasta innostaa myös Suomessa järjestettävä kansainvälinen Millennium Youth Camp, jossa on mahdollisuus parantaa maailmaa kestävän kehityksen aiheiden parissa asiantuntijoiden ohjauksessa.

Leirillä oppilaat saavat myös uusia esikuvia huipputiedemiehistä ja -naisista, joka edesauttaa kiinnostuksen lisääntymistä. Vaihtoehtoisesti erilaisiin kilpailuihin (kansalliset ja kansainväliset) osallistuminen voi tuoda oppilaille elämyksiä ja tärkeää sosiaalista verkostoa.

Vierailut tiedekeskuksiin, museoihin, yrityksiin ja korkeakouluihin mahdollistavat myös erilaisen lahjakkuuden tukemista. Korkeakoulujen tiedeluokissa vierailemalla oppilas voi saada uusia elämyksiä ja mahdollisuuden tavata myös esikuvia, alan asiantuntijoita (ks. maksuttomat tiedeluokat). Esimerkiksi Kemianluokka Gadolinissa tietokoneen käytöstä innostuneet oppilaat saavat mahdollisuuden tehdä mittauksia tietokonetta hyödyntäen sekä molekyylimallinnusta, kuten oikeat tutkijat.

Informaali oppiminen ei kuitenkaan ole rajattu leireihin ja kerhotoimintaan, vaan myös internetistä löytyy monia mahdollisuuksia, joita oppilas voi hyödyntää. Esimerkiksi suomalaiset verkkolehdet Luova ja MyScience sekä EJYSE sosiaalisen median kera tarjoavat monipuolista tukea ja mahdollisuuksia vuorovaikutukseen toisten samanhenkisten kanssa.

Oivaltamisen ja onnistumisen iloa LUMA-aineista kaikille!

Mitä itse ajattelet asiasta? Minkälaisia hyviä käytännön ratkaisuja ja malleja käytät matematiikan ja luonnontieteiden erityislahjakkuuden tukemiseen sekä muun lahjakkuuden huomioimiseen opetuksen suunnittelussa, toteutuksessa ja arvioinnissa? Miten lisäämme ja tuemme kiinnostusta LUMA-aineiden opiskeluun? Löytyisikö yksi ratkaisu nuorten tunneoppimisen lisäämisestä tai vaikkapa humanismin sisällyttämisestä entistä enemmän LUMA-aineiden opetukseen? Vai löytyisikö se yhteistyöstä korkeakoulujen, tiedekeskusten, museoiden tai elinkeinoelämän kanssa?

Teksti: Maija Aksela ja Sakari Tolppanen.

Radon polttoaineena

Jos radonkaasua kerättäisiin ja se nesteytettäisiin, voisiko sitä käyttää polttoaineena?

Radonin avulla voisi tuottaa energiaa periaatteessa kahdella tavalla: radioaktiivisessa hajoamisessa tai kemiallisessa reaktiossa. Radonia tuskin pystytään keräämään niin paljon, että saatava kokonaisaktiivisuus olisi mitenkään merkittävä energialähde. Radonin kemiallista hyödyntämistä taas haittaa radonatomien nopea hajoaminen.

Radon on jalokaasu, mutta se on saatu muodostamaan joitakin yhdisteitä. Radon voisi tuottaa energiaa kemiallisesti esimerkiksi siten, että keksittäisiin sopiva suurienergiainen radonyhdiste, jonka hajoaminen synnyttäisi paljon lämpöä. Ilmassa olevan radonin annettaisiin reagoida täksi yhdisteeksi ja yhdiste otettaisiin jotenkin talteen.

Ongelmaksi muodostuisi se, että polttoaineeksi valmistetun yhdisteen radonatomit hajoaisivat koko ajan radioaktiivisesti. Koska radonin vakaimman isotoopin puoliintumisaika on alle neljä päivää, huomattava osa yhdisteestä hajoaisi jo ennen polttoaineeksi käyttöä. Lyhyeen puoliintumisaikaan ovat kariutuneet myös yritykset poistaa radonia huoneilmasta kemiallisesti.

Markku Räsänen, fysikaalisen kemian professori
Kemian laitos, Helsingin yliopisto

Sekoittamalla valmistetun liuoksen pH

Eräässä tehtävässä piti laskea, mikä on muodostuvan liuoksen pH, kun sekoitetaan yhtä suuret tilavuudet natriumhydroksidiliuoksia, joiden pH:t ovat 11,00 ja 12,00. Kun tehtävän teki laskemalla [H3O+]:ksi uudessa liuoksessa (10−11 + 10−12)/2 mol/dm3, tuli pH:ksi 11,26. Osa opiskelijoista laski tehtävän hydroksidi-ionien avulla. Uudessa liuoksessa [OH] = (0,001 + 0,01)/2 mol/dm3, joten pOH on 2,26 ja pH on 11,74. Miksi tulokset eroavat toisistaan?

Sekoituslaskuissa tulee aina tarkastella, miten kemiallinen tasapaino asettuu uudessa liuoksessa. Laskujen yksinkertaistamiseksi taas on hyvä miettiä, onko jotakin tasapainoreaktioihin osallistuvaa ainetta selvästi muita enemmän. Tässä tehtävässä oksoniumionien määrä on sen verran pieni, että [H3O+]:n laskeminen tasapainossa ei ole niin suoraviivaista kuin voisi helposti ajatella.

Tehtävän seoksessa ainoa happo-emästasapainoreaktio on 2 H2O ⇌ H3O+ + OH. Tätä tasapainoa kuvaava veden ionitulo Kw = [H3O+][OH] on 1 · 10−14 mol2/dm6 lämpötilassa 25 °C. Sekoitushetkellä [H3O+][OH] ≈ 3 · 10−14 mol2/dm6, eli liuos ei ole tasapainossa. Liuos saavuttaa ionitulon 1 · 10−14 mol2/dm6, kun osa ioneista neutraloi toisensa.

Koska liuoksessa on hydroksidi-ioneja valtavan paljon enemmän kuin oksoniumioneja, neutraloituminen ei muuta merkittävästi [OH]:ta. Lopullinen [OH] on siis suunnilleen yhtä suuri kuin sekoittamishetken [OH], joten pH:ksi saadaan [OH]:sta helposti 11,74.

Oletetaan nyt tilanteen havainnollistamiseksi, että kumpaakin liuosta on aluksi yksi litra. Tällöin sekoitushetkellä n(H3O+) = 1,1 · 10−11 mol ja n(OH) = 0,011 mol. Reaktioyhtälön mukaan kumpaakin ionia neutraloituu yhtä paljon, ja veden ionitulon avulla voidaan laskea, että tämä ainemäärä on noin 7,4 · 10−12 mol.

Tasapainon asetuttua n(H3O+) = 1,1 · 10−11 mol − 7,4 · 10−12 mol = 3,6 · 10−12 mol ja n(OH) = 0,011 mol − 7,4 · 10−12 mol ≈ 0,011 mol. Tällöin lopullisessa kahden litran liuoksessa pH = −lg(3,6 · 10−12 / 2) = 11,74 tai toisaalta pH = 14 − pOH = 14 + lg(0,011/2) = 11,74. Liuoksen pH on siis sama niin oksoniumioneilla kuin hydroksidi-ioneillakin laskettuna, mutta tässä tehtävässä [OH] on paljon helpompi selvittää kuin [H3O+].

Teemu Arppe
Kemian laitos, Helsingin yliopisto

Ensimmäinen EJYSE on julkaistu

European Journal for Young Scientists and Engineers (EJYSE) on julkaistu. 14–21-vuotiaiden tutkimusartikkeleihin keskittyvä tieteellinen aikakauslehti tarjoaa uuden kanavan nuorten tiedeprojekteille.

European Journal from Young Scientists and Engineers (EJYSE) on kaksi kertaa vuodessa ilmestyvä tieteellinen aikakauslehti, jossa julkaistaan 14–21-vuotiaiden tutkimusartikkeleita. Monitieteellinen ja kansainvälinen EJYSE tarjoaa kanavan nuorten tutkimuksille, joiden yleisö muuten usein jää suppeaksi.

EJYSEn ideoinnista ja toteutuksesta vastaavat Valtakunnallisen LUMA-keskuksen johtaja, professori Maija Aksela sekä lehden päätoimittaja Veli-Matti Vesterinen.

Mistä idea EJYSEen syntyi, päätoimittaja Vesterinen? “Kaikki lähti siitä, kun mietimme, miten voisimme tukea sitä, että lahjakkaat nuoret tekevät tiedettä ja tarjota väylän heidän luovuudelleen”, hän kertoo.

EJYSEä julkaisee Valtakunnallinen LUMA-keskus yhteistyökumppaneineen. Ensimmäinen EJYSE keskittyy Suomessa viime vuoden syyskuussa järjestetyn Euroopan Unionin Young Scientists -tiedekilpailun töihin.

Nuorta suomalaista tiedeosaamista lehdessä edustaa Suomea EUCYS-kilpailussa edustaneen Jarkko Etulan väriaineherkistettyihin aurinkokennoihin liittyvä tutkimus.

Kaikki EJYSEen julkaistavaksi lähetetet nuorten tutkimukset käyvät läpi tieteellisen vertaisarvioinnin, jonka palautteen perusteella päätetään, hyväksytäänkö ne julkaistavaksi ja minkälaisin korjaustoimenpitein.

EJYSEn kieli on englanti. Suomalaisnuoria kannustetaan lähettämään lehteen esimerkiksi IB Extended Essay -tutkimuksiaan tai tiedekilpailutöitään (esim. Viksu ja Tutki-Kokeile-Kehitä).

EJYSEn artikkelit ovat kaikkien nähtävillä verkossa. Lisäksi jokaisesta numerosta otetaan painettu versio, joka tulee saataville esimerkiksi kirjastoihin.

Tutustu EJYSEN ensimmäisen numeron artikkeleihin.

Teksti: Elisa Lautala.

Pohjois-Karjalassa otettiin varaslähtö LUMA-viikolle yläkoululaisten Tiede ja työelämä -teemapäivän merkeissä

Itä-Suomen yliopiston LUMA-keskus ja pohjoiskarjalaiset yritykset ottivat varaslähdön valtakunnalliselle LUMA-viikolle (5.–11.11.2012) jo perjantaina 2.11. järjestämällä luonnontieteistä kiinnostuneille yläkoululaisille, yläkoulujen luonnontieteiden opettajille ja opinto-ohjaajille Tiede ja työelämä -teemapäivän.

Päivän aikana korostettiin teemaa ’työelämävalmiudet’ ja aihetta käsiteltiin erityisesti luonnontieteellisen koulutuksen ja luonnontieteisiin liittyvän yritystoiminnan näkökulmasta.

Aamupäivä koostui lyhyistä varttituntisista esityksistä, joista vastasivat neljä yritystä ja neljä yliopiston ainelaitosta. Luennoilla käytiin läpi esiintyjien kulkemia erilaisia urapolkuja, millaisia työtehtäviä yrityksistä löytyy luonnontieteen lähtökohdista, millaisia valmiuksia tulevaisuuden työntekijällä tulisi olla ja miten toisaalta yliopisto valmentaa työelämän haasteisiin.

Iltapäivän aikana yritykset ja yliopisto järjestivät työpajoja, joissa oppilaat opettajineen pääsivät tutustumaan esimerkkeihin yritysten toiminnasta sekä yliopiston tutkimustyöstä. Aamupäivän esityksiä oli seuraamassa yli 250 oppilasta, opettajaa sekä opinto-ohjaajaa ja iltapäivän työpajoihin saatiin mahdutettua 100 innokasta oppilasta opettajineen.

Ensimmäisenä puheenvuorona Flaxwood Oy:n toimitusjohtaja Jukka-Pekka Karppinen kertoi oman urapolkunsa lisäksi yrityksessään valmistettavien komposiittikitaroiden materiaalien kehittämisestä, kuten eksoottisten ja uhanalaisten puumateriaalien jäljittelemisestä. Esityksessä käytiin myös kattavasti yrityksessä toimivien eri alojen eksperttien työtehtäviä tuotekehityksestä tuotantoon ja liikkeenjohtoon.

Fysiikan ja matematiikan laitoksen professori Kai Peiponen kertoi oppilaille oman henkilökohtaisen matkansa työuralle yliopistoon.

Matkalle oli mahtunut monenlaisia vaiheita ja hetkiä, jotka eivät luvanneet luonnontieteisiin suuntaavalle nuorelle kovinkaan kannustavia tulevaisuudenkuvia. Päämäärätietoinen nuori kuitenkin päätyi valitsemalleen alalle. Peiponen kertoi esityksessään myös harrastavansa kielten opiskelua ja korosti kielitaidon merkitystä muun aineosaamisen lisäksi tulevaisuuden työtehtävissä.

TeacherGaming LLC:n pääkehittäjä Aleksi Postarin esityksessä käytiin läpi, kuinka opetuspelejä valmistava yritys oli syntynyt ja millaisia henkilöitä siihen tarvittiin. Postari kertoi, mitkä olisivat jatkossa työssä tarvittavia tärkeimpiä taitoja ohjelmistoyrityksessä toimimiseen, millaisia normaalit työpäivät ovat, ja kuinka esimerkiksi Minecraft-peliin rakennettua Edu-lisäosaa testataan normaalissa päivärutiinissa.

Tietojenkäsittelytieteen ja tilastotieteen laitoksen professori Markku Tukiainen kumosi omassa puheessaan yleisiä tietojenkäsittelijöistä vallalla olevia stereotypioita ja kuvasi tulevaisuuden työmarkkinatilannetta erinomaiseksi. Esityksessä korostuivat erilaisten tietojen ja taitojen hallinnan tarve ja moninaiset työtehtävät alalla.

Linnunmaa Oy:n toimitusjohtaja Mari Tarvainen kertoi ympäristölainsäädäntöön, erilaisiin lupaprosesseihin ja kemikaaliturvallisuuteen liittyvistä asioista omassa alustuksessaan. Asiantuntijaorganisaation toiminnasta saatiin kattava kuva mahdollisuuksista, joita luonnontieteistä valmistuvalla on mahdollisella työurallaan.

Biologian laitokselta FT Merja Lyytikäinen esitteli biologian laitoksella annettavaa opetusta ja erilaisia opettajan ja asiantuntijan suuntautumisvaihtoehtoja. Samoin käytiin läpi laitoksen tutkimuksen pääsuunnat ja painopisteet, kuten metsä- ja vesiekosysteemit ja eläinten hyvinvointi, sekä mahdollisuudet osallistua kansainvälisiin hankkeisiin.

Valio Oy:n Joensuun tehtaalta kehitysvastaava Pekka K. Hirvonen kertoi Valiosta yleensä sekä Joensuun tehtaan toiminnasta erityisesti. Rasvattomien juustojen valmistukseen keskittynyt meijeri on alallaan Suomen suurimpia. Tuotekehittelyssä on tarvetta osaamiselle niin kemian, biologian kuin elintarviketieteidenkin osaajille.

Aamupäivän esiintyjistä viimeisenä toimi Kemian laitoksen professori Tapani Pakkanen, joka painotti kemian tuntemuksen tärkeyttä jo yleissivistyksenkin kannalta. Luonnontieteitä koulussa opiskellut on jatko-opintojen kannalta hyvässä asemassa, sillä hänellä on valinnanvaraa enemmän kuin muilla, Pakkanen korosti.

Iltapäivän aikana sata oppilasta opettajineen osallistui seitsemään työpajaan, joiden järjestämisestä vastasivat yritykset ja yliopisto.

Abloy Oy:n työpajassa tutkittiin avaimien kokemia voimia niiden pudotessa erilaisille pinnoille. Lisäksi mitattiin automatisoidun ovipumpun vaikutusta ovirakenteiden kiihtyvyyksiin ovea avattaessa ja suljettaessa.

Valio Oy:n työpajassa tutustuttiin ensin erilaisiin perusmakuihin, jonka jälkeen tehtiin elintarviketuotantoon kuuluvaa makutestausta laajalla aineistolla.

Mekrijärven tutkimusaseman työpajassa esiteltiin metsätutkimuksessa käytettäviä valokuvauslennokkeja sekä 3D-tulostusta erilaisten muovikappaleiden valmistuksessa.

Fysiikan ja matematiikan laitos järjesti kaksi pajaa, joista ensimmäisessä tutkittiin erilaisia valonlähteitä ja niiden energiatehokkuutta sekä lämpösäteilyä. Pajassa perehdyttiin valonlähteiden mittaamiseen, suunnitteluun ja teoreettisiin hyötysuhteisiin.

Toisen fysiikan työpajan lähtökohdaksi oli otettu tyttöjen kannustaminen fysiikan opiskeluun (ks. ylin kuva). Laitoksen naispuoliset tutkijat opastivat halloween-teeman siivittämänä, kuinka väri-ilmiöitä havaitaan ja tutkitaan luonnossa, kosmetiikassa ja valaisussa sekä kertoivat kuinka ilmiöitä hyödynnetään moderneissa tieteissä.

Tietojenkäsittelytieteen ja tilastotieteen laitos järjesti myös kaksi työpajaa. Ensimmäinen pajoista käsitteli monikosketuspintojen sekä silmänliikekameran käyttöä uudentyyppisinä käyttöliittyminä.

Toisessa tietojenkäsittelytieteen pajassa tutustuttiin mobiileihin käyttäjän sijaintiin ja profiiliin perustuviin tietojärjestelmiin. Kehitettyä sovellusta pystyttäisiin käyttämään esimerkiksi kulttuuripalvelujen tuottamisessa.

Teksti: Ville Nivalainen & Vesa Tenhunen.

Tiedekulmassa pohdittiin liikettä ja liikkumista

Viime viikolla Helsingin yliopiston Tiedekulman valtasivat yläkoulu- ja lukioikäiset, jotka pääsivät lähestymään liikettä ja liikuntaa matematiikan ja luonnontieteiden kautta Valtakunnallisen LUMA-keskuksen Tiedettä nuorille -viikolla.

Tiedekulman alakertaan oli järjestetty nuorille suunnattuja työpajoja, joita vetivät Helsingin yliopistossa opiskelevat ja siellä työskentelevät. Mukana olivat Kemianluokka Gadolin, fysiikan F2k, maantieteen Geopiste, matematiikan Summamutikka, biologian BioPop ja tietojenkäsittelytieteen Linkki.

Viikon aloittivat BioPop ja Geopiste, jonka Havainnoi kaupunkia -työpajassa oppilasryhmät perehtyivät kaupunkitilan käyttöön. Sitä lähestyttiin niin ihmisten aktiviteettien, katumainosten kuin kaupungin historiankin kautta.

“Haastettiin nuoret vähän tarkastelemaan ja pohtimaan kaupunkitilaa. Kolme kovin erikokoista kouluryhmää kävi meidän työpajassa, mutta harjoitus toimi kaikissa oikein mukavasti”, kertoo työpajaa ohjannut Maaria Haavisto Geopisteestä.

Geopisteen työpajoihin osallistui kaksi yläkoululaisryhmää ja yksi lukiolaisryhmä, ja vaikka aihe olikin yläkouluikäisille hieman haastava, koska sitä ei oltu koulussa käsitelty, syntyi kaikissa ryhmissä hyvää keskustelua ja ideoita.

“Opettajatkin tuntuivat olevan kiinnostuneita työpajasta, sillä halusivat viedä harjoituksessa käytettyjä karttoja mukanaan”, Haavisto lisää.

Iltapäivän työpajat olivat kaikille avoimia ja niissä perehdyttiin globalisaation vaikutuksiin jäljittämällä tuotteiden ja raaka-aineiden alkuperää Globaalissa salapoliisipelissä.

Vetyautoja ja hiilidioksidimittareita

Tiistai ja keskiviikko oli omistettu fysiikalle ja kemialle. Kemianluokka Gadolinin työpajassa oppilaat pääsivät testaamaan hiilidioksidimittarin avulla kehonsa hapenkulutusta.

“Testissä tutkittiin, kuinka hapen kulutus kasvaa ja hiilidioksidin määrä uloshengityksessä on suurempi, kun ihminen liikkuu ja sydämen syke nousee”, kertoo Gadolinin koordinaattori Marja Happonen.

Lisäksi pajassa tutkittiin vetyenergiaa vetyautojen avulla. Vedestä hajotettiin polttokennolla paristojen energian avulla vetyä ja happea. Vety tankattiin autoon ja vedyn palamisesta auton polttokennolla syntyi jälleen energiaa ja vettä. Näin syntyy ympäristöystävällistä polttoainetta leluautoon.

Logiikalla liikkeelle

Loppuviikon ajan Tiedekulmassa perehdyttiin liikkumiseen logiikan kautta.

“Tossa on pakko olla kuoppa”, huudahtelivat Ylä-Malmin peruskoulun kasiluokkalaiset pelatessaan Miinaharava-tyyppistä peliä, jossa piti varoa kuoppia ja hirviöitä.

Loogisesta ajattelusta oli pelissä hyötyä, sillä mahdolliset ansanpaikat pystyi päättelemään. Lisää päänvaivaa tuotti, kun ryhmien piti tehdä seuraavalle ryhmälle mahdollisimman haastava pelialusta.

Muissa työpajoissa rakenneltiin spagetista, teipistä ja vaahtokarkeista siltaa sekä selviteltiin loogisimpia reittejä halki Euroopan ihmispelilaudalla.

Linkin ja Summamutikan iltaohjelmassa olivat suosittu peliohjelmointikerho sekä Summamutikka-klubi sekä opettajien ilta, jonne saapui viitisentoista opettajaa ja opettajaksi opiskelevaa. Illan aikana opettajat tutustuivat Summamutikan ja Linkin toimintaan samojen työpajatehtävien kautta, joita koululaisetkin olivat päivemmällä ratkoneet.

“Uskon, että vaahtokarkkihaaste päätyy moneen luokkaan”, kertoo Summamutikan koordinaattori Tiina Romu.

“Summamutikan on tarkoitus järjestää jatkossakin opettajien klubia, jossa opettajilla on mahdollisuus tavata toisiaan ja keskustella matematiikkaan, sen opetukseen ja oppimiseen liittyvistä asioista”, hän lisää.

Kuvia Tiedekulman fysiikan ja kemian työpajoista Flickrissa.

Teksti: Elisa Lautala.

LUMA-keskus avataan Lappeenrantaan 2.11.2012

Kaakkois-Suomen LUMA-keskus avataan perjantaina 2.11.2012 Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa (Lappeenranta University of Technology, LUT). LUT:n ja Saimaan ammattikorkeakoulun yhteinen LUMA-keskus on Suomen kahdeksas LUMA-keskus ja kuuluu yhtenä kumppanina kansalliseen LUMA-verkostoon.

Kaakkois-Suomen LUMA-keskus on monitieteinen toimintakeskus, jossa LUT:n yksiköistä ovat mukana kemia, fysiikka, matematiikka, tietotekniikka sekä sähkö-, energia- ja ympäristötekniikka sekä Saimaan ammattikorkeakoulusta matemaattis-luonnontieteellisten aineiden yksikkö.

Keskuksen avaa Valtakunnallisen LUMA-keskuksen johtaja ja kansallisen LUMA-verkoston neuvottelukunnan puheenjohtaja professori Maija Aksela.

LUMA-keskus tarjoaa Etelä-Karjalan ja Kymenlaakson luonnontieteellisten aineiden opettajille täydennyskoulutusta ja opetusaineistoja, koululaisille kerho- ja tiedeleiritoimintaa sekä mahdollisuuden tulla opettajan kanssa LUT:n laboratorioihin tekemään harjoitustöitä. Suurelle yleisölle tarjotaan yleistajuista tietoa tieteestä ja tekniikasta ja vuorovaikutteista verkkoviestintää.

LUMA:n tehtäviin kuuluu myös yhteistyö päättäjien kanssa. “Suomi tarvitsee lisää matematiikan, luonnontieteiden, tietotekniikan ja teknologian osaajia eri aloille sekä alueille. Kaakkois-Suomen LUMA-keskuksella ja sen asiantuntijoilla tulee olemaan merkittävä rooli sekä paikallisena että valtakunnallisena toimijana”, korostaa Aksela.

LUMA-keskuksen perustamisesta ja toiminnasta vastaa LUT:n matematiikan ja fysiikan laitoksen nuorempi tutkija Ville Manninen yhdessä idean isän FT Matti Heiliön kanssa.

“Keskuksen yhtenä tehtävänä on järjestää luonnontieteiden opettajille sekä opettajiksi opiskeleville täydennyskoulutusta esimerkiksi tietotekniikasta. Haluamme rohkaista opettajia käyttämään uusia opetusmenetelmiä ja -teknologioita ja tukea oppimisympäristöjen kehittämistä”, kertoo Manninen ja jatkaa, että LUMA:sta saatu hyöty on molemminpuolista. LUMA-keskus tutustuttaa peruskoulujen ja lukioiden oppilaat yliopistoon ja motivoi luonnontieteiden opiskelua. Ensimmäisen vuoden ohjelmassa on jo valmistelussa mm. tiedeleiritoimintaa Kaakkois-Suomen lukiolaisille.”

LUMA-keskuksen toiminnan yksi lähtökohta on kannustaa opiskelijoita matemaattis-luonnontieteellisille aloille ja tukea LUT:in ja Saimaan ammattikorkeakoulun opiskelijarekrytointia.

Manninen korostaa, että kemian, fysiikan, matematiikan sekä tietotekniikan taidot ovat tarpeen lukemattomissa eri ammateissa. Niitä tarvitaan tekniikan ja teollisuuden ammattien lisäksi muun muassa lääketieteen, farmasian, luonnonsuojelun, meterologian, digitaalisen median ja peliteollisuuden piirissä. LUT:n asiantuntijat käyvät lukioissa pitämässä oppitunteja matematiikan sovelluskohteista ja matematiikan käytöstä yhteiskunnassa.


Lappeenrannan teknillinen yliopisto (Lappeenranta University of Technology, LUT) on jo vuodesta 1969 lähtien yhdistänyt kaksi toisiaan täydentävää tieteenalaa – tekniikan ja talouden. LUT:n strategisia kärkialoja ovat energiatehokkuus ja energiamarkkinat, strategisen tason liiketoiminnan ja teknologian johtaminen, tieteellinen laskenta ja teollisten prosessien mallinnus sekä nämä kärkialat läpäisevä Venäjä-osaaminen. LUT:ssa on noin 5500 tutkinto-opiskelijaa ja 1000 työntekijää.

Saimaan ammattikorkeakoulu on noin 3000 opiskelijan ja 300 työntekijän osakeyhtiömuotoinen ammattikorkeakoulu, joka toimii kolmella eri kampuksella Lappeenrannassa ja Imatralla. Se tarjoaa koulutusta viidellä eri alalla: sosiaali- ja terveysalalla, tekniikassa, liiketaloudessa, hotelli- ja ravintola-alalla sekä kuvataiteessa. Ammattikorkeakoulun koulutuksella on vankat yhteydet työelämään, ja se painottaa opetuksessaan muun muassa kansainvälisyyttä.


Teksti: Anna-Liisa Pirhonen.