LUMA-sanomat

Eurooppalaisen COMBLAB-yhteistyöprojektin tavoitteena on kehittää uusia tutkimuksellisia töitä kemian, fysiikan ja biologian opetukseen.

COMBLAB-projekti käynnistyi vuoden 2012 alussa. Mukana on kuusi eurooppalaista yliopistoa Espanjasta, Itävallasta, Slovakiasta, Suomesta ja Tšekistä. COMBLAB-projektissa kehitetään kokeellisia töitä kemian, fysiikan ja biologian opetukseen. Ensimmäisiä versioita töistä testattiin viime kevätlukukaudella ja alustavien tulosten perusteella kehitettiin uudet versiot. Näitä uusia versioita on tarkoitus testata ensi keväänä.

Mittausautomaatioteknologia mukaan kokeellisin töihin

COMBLAB-projektin tavoitteena on kehittää kokeellisia töitä, jotka hyödyntävät mittausautomaatioteknologiaa tutkimuksellisessa opetuksessa. Kehitettäville töille asetettiin kahdenlaisia tavoitteita: niiden tulee tukea oppilaan kykyä hyödyntää aiempaa tietoaan uudessa kontekstissa, sekä edistää heidän taitoja tuottaa uutta tietoa tutkimuksellisella työskentelyllä.

Onko koulussasi mittausautomaatiovälineet? Oletko miettinyt niiden hankkimista? Nyt voit tulla testaamaan eri mittausautomaatiovälineiden soveltamista veteen liittyvällä tutkimuksellisella kokeellisuudella. Voit ottaa omat mittausanturisi mukaan ja saada opastusta niiden käyttöön. Tule Kumpulan tiedekampukselle Helsinkiin torstaina 21.11.2013 klo 17.00-19.30. Ilmoittauduthan etukäteen, 14.11. mennessä.

Nämä tavoitteet on yhdistetty tutkimuksellisen opiskelun vaiheisiin. Oppilaat oppivat hyödyntämään aiempaa tietoaan kemiasta ja tutkimuksellisuudesta määritellessään tieteellisiä kysymyksiä ja laatiessaan ennusteita siitä mitä tutkimuksessa voi tapahtua. Aiemman tiedon hyödyntämistä tarvitaan myös tutkimuskysymyksen valinnassa ja hypoteesin laadinnassa. Uuden tiedon tuottamisen taitoja harjoitellaan kun oppilaat pyrkivät vastaamaan tutkimuskysymykseensä. He joutuvat suunnittelemaan koejärjestelyn, käsittelemään tuottamaansa mittausaineistoa, arvioimaan saamiaan tuloksia, sekä laatimaan selityksen ja vastauksen tutkimuskysymykseensä.

Kaikki kehitettävät työt sisältävät viisi vaihetta: sitouttamisen, virittäytymisen, koejärjestelyn suunnittelun ja toteutuksen, johtopäätösten teon, sekä tulosten esittämisen. Sitouttamisvaiheessa esitetään työlle taustatarina, jonka tarkoituksena on tarjota tutkimukselle merkityksellinen ja kiinnostava konteksti. Virittäytymisvaiheen tarkoituksena on helpottaa varsinaisen tutkimuksen suorittamista: oppilaat voivat esimerkiksi opetella käyttämään työssä tarvittavia mittausautomaatiolaitteita, palauttaa mieleensä työhön liittyviä käsitteitä, tai kerrata työhön liittyvien kuvaajien piirtämistä ja tulkintaa ennen varsinaista tutkimusta.

Töiden kolmas vaihe on koejärjestelyn suunnittelu ja toteutus. Tässä vaiheessa oppilaat saavat tehtäväkseen miettiä sitouttamisvaiheessa esitettyyn kysymykseen liittyvä tutkimuskysymys, jota he pystyvät kokeellisesti tutkimaan, sekä suunnittelemaan koejärjestelyn kysymykseen vastaamista varten. Tähän vaiheeseen sisältyy myös hypoteesin laadinta. Kokeen suorittamisen jälkeen seuraa johtopäätösten teko. Oppilaiden tehtävänä on arvioida ja selittää keräämäänsä tutkimusaineisto, sekä tehdä johtopäätöksiä aineiston ja aiempien tietojensa perusteella. Viimeiseksi työohjeeseen kuuluu kommunikaatiovaihe, jonka aikana oppilaat vastaavat sitouttamisvaiheen kysymykseen ja esittävät saamansa tulokset muille opiskelijoille. Tähän vaiheeseen voi sisältyä myös tiedon soveltamista vaativia tehtäviä.

Töiden tarkoituksena on siis etsiä vastausta kontekstiin sidottuun ongelmaan kokeellisen tutkimuksen ja aiempien tietojen avulla. Tämä on haastava tehtävä oppilaille, mutta työn vaiheistamisen toivotaan tukevan oppilaita tehtävässä. Aiemman tutkimuksen perusteella katsomme mittausautomaation soveltuvan tutkimuksellisessa opiskelussa juuri tutkimusaineiston keruun nopeuttamiseen sekä graafisessa muodossa esitetyn tutkimusaineiston tulkintataitojen harjoitteluun. Tämä lähtökohta on ohjannut meitä töiden suunnittelussa, ja tarkoituksenamme on myös tutkia ja arvioida onnistumistamme.

Seuraavaksi kehitettyjä töitä on tarkoitus testata kiinnostuneiden opettajien kanssa.

Projektin päättyessä joulukuussa 2014 lopussa opettajille on tarjolla ainakin kuusi kemian työtä, kuusi fysiikan työtä ja kolme biologian työtä.

Lue lisää COMBLAB-projektista LUMAT-lehden uusimmasta numerosta: Tolvanen, S., & Aksela, M. (2013). Mittausautomaation hyödyntäminen tutkimuksellisessa kemian opiskelussa. LUMAT, 1(4), 379-386.

Hanke on rahoitettu Euroopan komission tuella. Tästä julkaisusta vastaa ainoastaan sen laatija, eikä komissio ole vastuussa siihen sisältyvien tietojen mahdollisesta käytöstä.

Teksti: Simo Tolvanen.

LUMA-keskus Suomen avajaisten yhteydessä palkittiin kymmenen ansioitunutta LUMA-toimijaa. LUMA-sanomat onnittelee heitä lämpimästi.

LUMA-keskus Suomi (ruots. LUMA-center Finland, engl. LUMA Centre Finland) on katto-organisaatio kansalliselle ja kansainväliselle LUMA-toiminnalle. Johdettuna verkostona toimivaan LUMA-keskus Suomeen kuuluu kymmenen LUMA-keskusta suomalaisten yliopistojen tai yliopistokeskusten yhteydessä.

Keskus innostaa lapsia ja nuoria entistä enemmän matematiikan, luonnontieteiden ja teknologian mielekkääseen opiskeluun uusilla lähestymistavoilla, tukee opettajia elinikäiseen oppimiseen varhaiskasvatuksesta korkeakouluihin koko Suomessa sekä vahvistaa tutkimuspohjaista opetuksen kehittämistyötä.

Keskus tulee edistämään LUMA-aineiden osaamista Suomessa keskuksen yhteisen kansallisen strategian ja toimintasuunnitelman mukaisesti. Keskus tekee läheistä yhteistyötä oppilaitosten, opetushallinnon ja elinkeinoelämän kanssa. Kansainvälinen yhteistyö on myös osa keskuksen keskeistä toimintaa.

“Suomen hyvä tulevaisuus on taitavissa opettajissa sekä matematiikasta, luonnontieteistä ja teknologiasta innostuneissa lapsissa ja nuorissa. LUMA-keskus Suomen myötä koko Suomi on tällä tärkeällä yhteisellä asialla. Yhdessä olemme enemmän!”, summaa keskuksen johtajaksi nimitetty professori Maija Aksela Helsingin yliopistosta, joka vastaa keskuksen hallinnosta.

“Huolimatta suomalaisten koululaisten hyvästä menestyksestä kansainvälisissä oppimistulosvertailuissa, LUMA-aineiden opettamisen, oppimisen ja opiskelun arvostuksen eteen täytyy tehdä määrätietoisesti työtä. Arvon, arvostuksen ja tieteenalojen merkitysten tunnistamisella rakennetaan pohjaa sekä opettajien että oppilaiden motivaatiolle kehittää omaa työskentelyään. LUMA-aineiden arvostuskeskustelu voisi toimia kimmokkeena tieteen ja koulutuksen arvostuskampanjalle”, keskuksen johtokunnan puheenjohtajaksi valittu apulaisprofessori Pekka Hirvonen Itä-Suomen yliopistosta toteaa.

Ansioituneet LUMA-toimijat palkittiin kannustusstipendeillä

Uuden keskuksen avauksen yhteydessä palkittiin myös kymmenen Vuoden LUMA-toimijaa, jotka ovat toimineet LUMA-aineiden opetuksen kehittämisessä tai popularisoinnissa aktiivisesti ja esimerkillisesti. Heidät valittiin yleisön lukuisten ehdotusten joukosta.

Kannustusstipendit maksettiin LUMA-rahaston saamista lahjoitusvaroista. LUMA-rahasto kiittää lämpimästi kaikkia rahastoon lahjoittaneita!

1. Zofia Bazia-Hietikko (Kokkolan ammattiopisto)

Lehtori Zofia Bazia-Hietikko on erittäin monipuolinen, yhteiskykyinen ja innovatiivinen LUMA-aineiden opetuksen edistäjä Kokkolasta, Keski-Pohjanmaalta. Hän on toiminut kymmenen vuoden ajan Kokkolan ammattiopiston LUMA-vastaavana. Hän on ollut pitkään myös aktiivinen matemaattis-luonnontieteellisten aineiden ja ympäristökasvatuksen koordinaattori. Hän on luonut toimivat verkostot yrityksiin ja muihin oppilaitoksiin varhaiskasvatuksesta yliopistoon. Ennakkoluuloton, innovatiivinen, sitkeä ja tulisieluinen kehittäjä on järjestänyt lukuisia tapahtumia ja näyttelyitä sekä valtakunnallisen LUMA-viikon viettämisen Kokkolan seudulla, mistä Kokkolan ammattiopisto on saanut kunniamaininnan vuonna 2011. Vuoden LUMA-kouluksi opisto valittiin 2008. Tämän kaiken lisäksi Bazia-Hietikko on edistänyt kansainvälistä yhteistyötä niin opiskelijoiden kuin opettajien kesken esimerkiksi työssäoppimisjaksojen muodossa. Hänen pedagogisena ohjenuoranaan on ”näkeminen, tekeminen, kokeminen, osallistuminen ja ymmärtäminen”.

2. Janne Cederberg (Opetus.tv)

Filosofian maisteri Janne Cederberg on tehnyt merkittävää pioneerityötä uudenlaisten verkkomateriaalin tuottamisessa LUMA-aineiden opetukseen. Hän on perustanut suositun Opetus.tv-sivuston ja organisoinut sinne ainutlaatuisen noin 1300 matematiikan, fysiikan, kemian ja biologian opetusvideon tuotannon. Korkealaatuiset suomenkieliset opetusvideot ovat avoimesti kaikkien katsottavissa ilman sisäänkirjautumista tai mainoksia. Videoita on katsottu jo lähes miljoona kertaa, ja useat oppilaat ja opiskelijat ovat kehuneet sivustoa ja sen tarjontaa erittäin hyödylliseksi. Lisäksi Janne Cederberg osoittaa aktiivisuutta päivystämällä kahtena iltana viikossa Opetus.tv:n vertaistuki-chatissä, jossa opiskelijat voivat etenkin ylioppilaskokeiden ja yliopistojen pääsykokeiden aikaan kysellä apua mieltä askarruttaviin kysymyksiin.

3. Pirjo Häkkinen (Keski-Suomen LUMA-keskus, Jyväskylän yliopisto)

Projektikoordinaattori, filosofian maisteri Pirjo Häkkinen on tehnyt monipuolista ja merkittävää pioneerityötä lasten LUMA-aineiden innoittajana Keski-Suomessa. Erityisesti hän on edistänyt ja innostanut uudella tavalla lapsia ja opettajia alakoulun kemian ja fysiikan opetukseen ja opiskeluun. Hän on tuottanut innostavaa materiaalia aiheiden opetukseen ja vetänyt esimerkiksi vuosina 2011-2012 yli 200 oppilasryhmälle eri alakouluissa koko maakunnan alueella maksuttomia, toiminnallisia kahden oppitunnin mittaisia tiedetunteja 5.-6.-luokkalaisille arkielämän aiheista. Sadat oppilaat ovat saaneet positiivisia kokemuksia luonnontieteistä, ja heidän opettajansa ovat saaneet Häkkiseltä arvokkaita vinkkejä siihen, miten arkipäiväiset ilmiöt voidaan tuoda osaksi kemian ja fysiikan opetusta. Pirjo Häkkinen on tunnettu innostavana ja yhteistyökykyisenä opettajana, joka aktiivisesti osallistuu koko sydämellään LUMA-aineiden opetuksen edistämiseen ja kehittämiseen.

4. Merike Kesler (Kehittämiskeskus Opinkirjo ry)

Erityissuunnittelija, filosofian maisteri Merike Kesler on tehnyt merkittävää pioneerityötä tiedekasvatuksen kehittämisessä ja edistämisessä koko Suomessa. Hän on työskennellyt useita vuosia Kehittämiskeskus Opinkirjossa (entisessä Kerhokeskuksessa) tiedekasvatuksen kehittämisen parissa. Hänen monipuoliseen toimenkuvaansa on kuulunut opettamista, kerhonohjausta ja tiedekasvatuksen oppimateriaalien tuottamista. Lisäksi hän ollut käynnistämässä nuorten tiedekahvilatoimintaa Suomessa (Tietobreikit), järjestänyt tiedeleirejä eri puolilla Suomea ja seminaareja (mm. Millenium Youth Forum) sekä toiminut biologian opettajankouluttajana Suomessa ja myös synnyinmaassaan Virossa. Lisäksi Merike Kesler on myös osallistunut lukuisiin kansainvälisiin tiedekasvatuksen seminaareihin osallistujana tai kutsuttuna puhujana. Hän on myös toiminut pitkään myös vastuullisena järjestäjänä Kehittämiskeskus Opinkirjon ja Tekniikan Akateemisten Liitto TEK:n Tutki–Kokeile–Kehitä -kilpailussa. Merike Kesler on ollut myös aktiivinen Tiedeopetusyhdistyksessä ja toimii sen varapuheenjohtajana. Hän on monipuolinen ja innovatiivinen suurella sydämellä työtään tekevä LUMA-toimija. Merike Kesler on tehnyt erinomaista yhteistyötä LUMA-keskuksen kanssa esimerkiksi tiedetapahtumien järjestämisessä ja uudenlaisessa tiedekerho-ohjaajakoulutuksessa.

5. Tiina Komulainen (OuLUMA-keskus, Oulun yliopisto)

Filosofian maisteri Tiina Komulainen on tehnyt merkittävää pioneerityötä LUMA-aineiden opetuksen edistämisessä Pohjois-Suomessa, erityisesti toiminnallisen matematiikan opetuksessa. Hän on tunnettu innostavana, yhteistyökykyisenä ja innovatiivisena LUMA-toimijana sekä opettajana. Tiina Komulainen on tuottanut huomattavan määrän vapaasti verkossa saatavilla olevia suosittuja tehtäväaineistoja matematiikan opiskelun tueksi, luonut ja ohjannut matematiikkakerhoja ja -leirejä, täydennyskouluttanut opettajia toiminnalliseen matematiikan opetukseen eri puolilla Suomea ja ollut aktiivisesti järjestämässä suurelle yleisölle matematiikkaa kiehtovasti esille tuovaa toimintaa. Hän on tehnyt suurella sydämellä merkittävää pohjatyötä OuLUMA-keskuksen toiminnan edistämisessä.

6. Anna Maaria Nuutinen (RCE Espoo -verkosto, Espoon kaupunki)

Luokanopettaja, erityisopettaja Anna Maaria Nuutinen on tehnyt pitkään ja suurella sydämellä innovatiivista ja merkittävää työtä lasten LUMA-aineiden tutkimuksellisen opetuksen sekä kestävän kehityksen opetuksen edistäjänä. Hän on laatinut innostavia oppikirjoja, jakanut kokemuksiaan laajasti mm. kouluttamalla muita opettajia, työskennellyt useissa kestävän kehityksen kasvatuksen ja oppimisympäristöjen kehittämisen hankkeissa sekä ollut mukana tekemässä opetusohjelmia Yleisradiolle. Muutaman viime vuoden ajan hän on Espoon kaupungilla koordinoinut kestävää kehitystä edistävän, maailmanlaajuisen, YK:n yliopiston RCE-verkoston toimintaa Suomessa. Hän on myös kannustanut opettajana lapsia menestyksekkäästi elämyksellisiin tiedekilpailuihin. Nuutista pidetään esimerkillisenä lasten opettajana ja esikuvana kollegojen parissa.

7. Marjo Nuuttila (Kauhajoen lukio)

Lehtori, filosofian maisteri Marjo Nuuttila on esimerkillinen LUMA-opettaja Pohjanmaalta. Hän on toiminut pitkään LUMA-aineiden opetustehtävissä innovatiivisena kehittäjänä eri asteilla. Hän on vuosien aikana osallistunut aktiivisena toimijana lukuisiin eri hankkeisiin, kuten LUMA, FyKe-virtuaalikoulu, Suupohjan oppimiskeskusten verkosto, Cern-oppilaitosverkosto ja Robotit rokkaavat. Aikuiskoulutuksessa työskennellään hän kehitti Opetushallituksen palkitseman Tiedonlähteet-opetuskokonaisuuden. Nuuttila vastaa LUMA-viikon aktiviteettien organisoinnista koko Kauhajoen kaupungissa. Hän on luonut yhteistyöverkoston Kauhajoen seudulla eri koulujen ja yritysten kanssa, ja järjestää sen puitteissa esimerkiksi kummiluokkatoimintaa ja vierailuja. Nuuttila tunnetaan myös suurella sydämellä työtään tekevänä oppilaiden ja kollegojen innostajana.

8. Jenni Vartiainen (Helsingin yliopiston LUMA-keskus)

Projektikoordinaattori, filosofian maisteri Jenni Vartiainen on tehnyt lähes kymmenen vuoden ajan merkittävää pioneerityötä lasten ja nuorten tiedekasvatuksen edistäjänä. Hänet tunnetaan erityisen innostavana ja monipuolisena LUMA-toimijana, joka on aina ollut valmis uusiin avauksiin. Vartiaista pidetään erityisesti lasten monipuolisen tiede- ja teknologiakasvatuksen merkittävänä kehittäjänä ja ohjaajana. Hän on ollut luomassa useita uusia yhteistyömuotoja ja tapahtumia LUMA-toimintaan yhteistyössä kollegojen kanssa. Hän on toiminut esimerkiksi valtion tiedonjulkistamispalkinnon saaneen lasten Jippo-verkkolehden päätoimittajana ja sisällön luojana, LUMA-keskuksen koordinaattorina, Millennium Youth Camp –leirin koordinaattorina ja emäntänä sekä 3–6-vuotiaiden Pikku-Jipot-kerhojen ja –leirien vetäjänä. Vartiaista kehutaan innovatiivisena lasten kiinnostuksen sytyttäjänä ja yhteisöllisyyden luojana, joka osaa yhdistää uudella tavalla tiede- ja teknologiakasvatukseen myös tunteita ja taiteita. Lisäksi hän on aktiivisesti tuottanut uusia innostavia materiaaleja, esimerkiksi Ksenonit – kemiaa tutkien ja ihmetellen -oppaan 7–12-vuotiaille lapsille sekä Pikku-Jipot-tiedekerhomateriaalia. Tänä vuonna Vartiainen on ollut vastaamassa uudesta tiedekerhokoulutuksesta tuleville opettajille. Hän on toiminut myös aktiivisesti opettajien kouluttajana sekä osallistunut tutkimukseen ja LUMA-aineiden opetuksen kehittämiseen tutkimuksen pohjalta. Hän on julkaissut lukuisia tieteellisiä julkaisuja sekä osallistunut kansainvälisiin konferensseihin.

9. Arto Vihavainen (Linkki-keskus, Helsingin yliopisto)

Tohtorikoulutettava, filosofian maisteri Arto Vihavainen on tehnyt merkittävää ja innovatiivista pioneerityötä LUMA-toiminnan edistämisessä, erityisesti tietojenkäsittelytieteen osalta. Hän ollut avainasemassa sen opetusta ja opiskelua valtakunnallisesti edistävän Helsingin yliopiston LUMA-keskuksen Linkki-resurssikeskuksen toiminnan ja yhteistyöverkoston rakentamisessa. Vihavainen on ollut keskeinen toimija kaikissa Linkin toiminnoissa, kuten yhteistyöverkoston luonnissa, kerhojen ja leirien ohjauksessa, ohjelmoinnin MOOC-verkkokursseissa ja kilpailuissa. Hänen merkittävän pohjatyönsä ansiosta Linkin toiminta on laajaa ja suosittua. Vihavaisen positiivinen asenne, tunteja laskematon talkoohenkensä ja tehokkuutensa ovat olleet esimerkillisenä esikuvana muillekin toimijoille. Myös lukuisat yhteistyötahot ovat korostaneet Vihavaisen innokkuutta, luovuutta ja joustavuutta sekä laajaa nuorten teknologiakasvatukseen liittyvään osaamista, kuten pelinkehitys- ja robottiohjelmointitoimintaa. Vihavainen tunnetaan hyvin yhteistyökykyisenä ja innostavana LUMA-toimijana.

10. Työryhmä Kari Alaperä, Tiina Hyyryläinen, Jorma Tiihala & Sirkka Tiihala (Keminmaan lukio)

Keminmaan lukion LUMA-aineiden opettajat Kari Alaperä, Tiina Hyyryläinen, Jorma Tiihala ja Sirkka Tiihala ovat tehneet merkittävää työtä LUMA-aineiden edistämisessä lukiossa. He ovat myös esimerkki loistavasta tiimityöstä LUMA-aineiden opetuksen yhteisöllisessä kehittämisessä ja edistämisessä. He innostavat ja kannustavat opiskelijoitaan kehittämään osaamistaan eri tavoin. He tukevat innostavasti jokaisen opiskelijan osaamista. Keminmaan lukion LUMA-aineiden opettajat tekevät myös monipuolista ja esimerkillistä yhteistyötä mm. Oulun yliopiston kanssa, ovat mukana Cern-tiedeopetusverkostossa ja osallistavat opiskelijoitaan lähes vuosittain lahjakkaille opiskelijoille suunnattuun venäläis-suomalaiseen matematiikan ja fysiikan kesäkouluun. Heidän aktiivisen ja innostavan toimintansa ansiosta Keminmaan lukiossa LUMA-aineiden opiskelu on suosittua, ja LUMA-tieteitä opiskelemaan lähtevien osuus ylioppilaista on suuri. He ovat myös organisoineet valtakunnallisen LUMA-viikon viettämisen lukiossaan monipuolisesti ja opiskelijalähtöisesti jo kymmenen vuoden ajan. He ovat saaneet vuoden LUMA-koulu -tunnustuksen vuonna 2008 ja useita kunniamainintoja vuosien varrella. Myös opiskelijoiden huoltajia on LUMA-viikkojen aikana kutsuttu tutustumaan LUMA-aineiden opetukseen ja opiskeluun. Opettajat myös pyrkivät aktiivisesti kehittämään ja uudistamaan omaa osaamistaan jatkuvasti, esimerkiksi seuraamalla verkkoluentoja ja osallistumalla vuorovaikutteisiin verkkotapaamisiin muiden asiantuntijoiden kanssa sekä osallistumalla LUMA-koulutuksiin. Keminmaan lukion LUMA-aineiden opettajien tiimin toiminnassa toteutuu LUMA-toiminnan motto ”Yhdessä olemme enemmän!”.

Aalto-yliopiston LUMA-keskus Aallon LUMARTS-laboratorion toiminta käynnistyi vuoden 2013 alussa, ja laboratorion avajaisia vietetään torstaina 14.11.2013 yliopiston Otaniemen kampuksella. “LUMARTS-toiminta on opetuksen kehittämistä parhaimmillaan,” sanoo espoolaisen Olarin lukion apulaisrehtori Maija Flinkman.

LUMARTS-oppilaslaboratoriota käytetään luonnontieteiden ja biotaiteiden opetukseen. Apulaisrehtori Maija Flinkman Olarin lukiosta ja projektipäällikkö Pirjo Putila Aalto-yliopiston Sähkötekniikan korkeakoulusta ovat olleet alusta lähtien mukana laboratoriotoiminnan suunnittelussa, joka aloitettiin kolme vuotta sitten. Tukea suunnitteluun on haettu myös mm. Kemianluokka Gadolinista.

LUMARTSissa on pidetty keväällä 2013 jo muun muassa biotekniikan työkurssi lukiolaisille. Nyt syksyllä on menossa elektroniikan ja sähköopin työkurssi, jossa on osallistujia eri lukioista. Useista lukioista on käyty myös tekemässä kemian ja fysiikan töitä laboratoriossa osana opetusta. Opiskelijoiden kokemuksia laboratoriotyöskentelystä ovat olleet esimerkiksi: “Nyt vasta tajusin, mitä fyssan ope tunnilla selitti.”, “Ihan eri asia tehdä itse.” ja “Oppii paremmin.”

Kärkikurssit – huippuopetusta ja tiedonvaihtoa

Kärkikurssit ovat huippuopetusta lukiolaisille, joka tarjoaa mahdollisuuden tutustua yliopistomaailmaan jo lukion aikana, mikä madaltaa koulumaailman ja yliopiston välistä kynnystä. Viikon intensiivikursseja järjestetään syksyisin ja keväisin lukio-opetuksen tueksi ja lisäksi eri aiheista, kuten avaruus ja satelliitit sekä mikro- ja nanotekniikka.

Kärkikurssien opettajat ovat Aalto-yliopiston professoreita, tutkijoita ja opettajia, jotka yhdessä suunnittelevat kurssien sisällöt ja tehtävät. Kärkikurssien vastuuopettaja on lukio-opettaja ja opiskelijat valitaan kursseille hakemusten perusteella.

LUMA-toiminnan tavoitteena on tukea ja edistää luonnontieteiden, matematiikan ja teknologian opetusta ja oppimista kaikilla asteilla sekä lasten ja nuorten luonnontieteellistä, matemaattista ja teknologista harrastuneisuutta. Aalto-yliopiston LUMA-keskus Aalto perustettiin marraskuussa 2011 ja sen toiminta laajeni keväällä 2013, kun LUMARTS-laboratorio valmistui.

LUMA-keskus Aalto on osa LUMA-keskus Suomea.

Teksti: Heli Laukko.

LUMA-verkosto laajeni jälleen: 31.10.2013 vietettiin Päijät-Hämeen LUMA-keskuksen avajaisia Lahden Fellmanniassa. Päijät-Hämeen LUMA-keskuksesta tuli kansallisen LUMA-verkoston 11. keskus.

Lahden yliopistokampuksen yhteyteen perustettu Päijät-Hämeen LUMA-keskus, tuttavallisemmin PH LUMA, avattiin torstaina 31. lokakuuta 2013. Lahden Fellmanniassa pidetty avajaisjuhla käynnistyi Kariston koulun oppilaiden esittämällä huikealla Vesihiisi-räpillä.

Lämminhenkisten avajaisten ohjelmaan kuuluivat luonnollisesti myös juhlapuheet ja tervehdykset mm. Lahden kaupungin edustajalta Heikki Turuselta, LUMA-keskus Suomen johtajalta professori Maija Akselalta, Helsingin yliopiston Koulutus- ja kehittämiskeskus Palmenian johtajalta Juha-Pekka Liljanderilta sekä Päijät-Hämeen LUMA-keskuksen johtajalta Jarkko Lampiselältä.

Käytännön toiveita LUMA-toiminnalle kuultiin Hollolan lukion lehtori Eila Hämäläiseltä, joka välitti avajaisiin opettajien ideoita ja ajatuksia. Lasten ja nuorten kannalta avainasemassa olevien opettajien kuunteleminen on tärkeää. “Teissä opettajissa on se voimavara, jonka varaan Päijät-Hämeen LUMA-keskus rakentuu”, sanoi myös Aksela puheessaan. Hän vertasi LUMA-keskusta katalyyttiin, joka kiihdyttää vuorovaikutusta koulujen, yliopistojen ja yritysten välillä.

Vesiteemalla käynnistyneet avajaiset saivat myös päätöksensä samasta aihepiiristä. Hollolan lukion oppilaat olivat koonneet hienon videon Vesijärvi-projektistaan, jonka puitteissa he olivat tutustuneet vesitutkimukseen ja tehneet kansainvälistä yhteistyötä venäläisten opiskelijoiden kanssa.

Hyvällä pohjalla oleva toiminta vahvistuu Päijät-Hämeen LUMA-keskuksen myötä

Vilkkaalla ja aktiivisella LUMA-toiminnalla on vankat juuret Päijät-Hämeen alueella. Nyt avattu LUMA-keskus vahvistaa toimintaa entisestään ja liittää alueen koulujen ja opettajien kartuttamat kokemukset osaksi kansallista LUMA-verkostoa.

Avajaisjuhlallisuuksien jälkeen yleisö pääsi tutustumaan seudun koulujen LUMA-toimintaa esitteleviin pisteisiin. Koulut olivat toteuttaneet monipuolisia LUMA-projekteja innostuneiden opettajien ohjauksessa ja esimerkkejä toiminnasta nähtiin esiopetuksesta lukioihin.

Teksti: Maija Pollari.

”Usein puhutaan fysiikan laeista – puhukaamme me kemian rajattomista mahdollisuuksista!”. Näillä sanoilla avattiin suosittu Kemianluokka Gadolin Helsingin yliopiston kemian laitoksella 19.9.2008.

Uudenlaisen toimintamuodon ”äidin” johtaja, prof. Maija Akselan mottona Gadolin-työssä kuuluu: ”Yhdessä olemme enemmän”. Idean “isinä” toimivat Kemian laitoksen johtaja, prof. Markku Räsänen, Kemianteollisuus ry:n toiminnanjohtajat Hannu Vornamo ja Timo Leppä sekä Kemiran tutkimuskeskuksen silloinen johtaja Ilkka Pollari.

Kemianluokka oli toiminut vuodesta 1989 Kemiran tiloissa Suomenojassa Espoossa. Maija Aksela halusi saada uuteen yhteistyöhön mukaan suuremman toimijoiden joukon. Kemia on monipuolinen tiede ja sen mahdollisuudet kannattaa tuoda saman pöydän äärelle.

Kemianluokka Gadolinin toiminta kattaa koulu-, yliopisto-, yritys- ja järjestömaailman. ”Ideoimme tiedeluokan, joka antaa mahdollisuuden kaikille toimijoille yhdessä edistää kemian opetusta” , hän kertoo. Tämä on tiimityötä siis parhaimmillaan.

Ensimmäisenä vuonna Gadolinissa vieraili n. 1 700 lasta ja nuorta. Kävijämäärä on kasvanut vuosi vuodelta korkeammaksi. Vuosi 2012 oli ennätyksellinen: 3 860 vierailijaa. Viiden vuoden yhteissumma viidentenä vuosipäivänä on n. 14 000 tiedeluokassa vieraillutta lasta ja nuorta. Jos lasketaan erikseen laboratorion ulkopuoliset tapahtumat joissa Gadolin ollut mukana, luku nousee vieläkin korkeammalle.

Kemianluokka sai 2008 lisänimen Gadolin monen vaihtoehdon joukosta. Valinta osoittautui helpoksi, suomalaisen kemistisuuruuden Johan Gadolinin mukaan. Hän on tällä hetkellä ainoa suomalainen, jonka mukaan on nimetty oma alkuaine, gadolinium. Gadolin on Suomessa kokeellisen luonnontieteen tutkimuksen “isä”. Hän käynnisti aikoinaan yliopistossa kemian laboratoriotyöt.

Kemianluokka Gadolin on osa kansallista LUMA-toimintaa. Gadolinia ylläpitää Helsingin yliopiston LUMA-keskuksen osana toimiva Kemian opetuksen keskus Kemma kemian laitoksella, Kemian opettajankoulutusyksikön yhteydessä. Toimintamuotomme on sidoksissa valtakunnallisiin opetussuunnitelman perusteisiin ja jokainen opintokäynti räätälöidään opettajan kanssa erikseen. Opiskelijoiden ohjaamat vierailukäynnit ovat maksuttomia, ja jokainen on lämpimästi tervetullut tiedeluokkaamme.

Kemianluokka Gadolinin toiminnan päätukijat ovat Kemira Oyj, Neste Oil Oyj ja UPM-Kymmene Oyj. Lisäksi toimintaa rahoittavat AGA Oy, BASF Oy, Borealis Polymers Oy, Bruker Corporation, Helsingin yliopiston kemian laitos ja Kemianteollisuus ry. Laitetukea tarjoavat Epicur Group Oy, IS-Vet Oy, Laskentaväline Oy,Metrohm Nordic Oy, Miliot Science, PLD Finland Oy, Suomen 3M Oy, Thermo Fisher Scientific Oy ja VWR International Oy. Gadolinin toimintaa ohjaa ohjausryhmä.

Jatkamme toimintaamme lapsia ja nuoria, sekä kemian opettajia tukien hyvin mielin eteenpäin. Kehitämme toimintaamme, luomme uusia näkökulmia kokeellisuuteen sekä olemme mukana siellä, missä kemiaa on.

Tänä syksynä Kemianluokka Gadolinin tarjonnassa on uusia arkikemian kokeellisia töitä, joita on kehitetty yhdessä yritysten kanssa kemian opettajankoulutuksessa.

Teksti: Veli-Matti Ikävalko.

Professori Pekka Kupari peräänkuulutti LUMA-sanomissa 10.10.2013 laajaa keskustelua matematiikan opetuksen tilanteesta sekä uudenlaista opetuksen mallia. Tässä eräs keskustelunavaus uudenlaisesta opetuksen mallista – nk. yksilöllisen oppimisen malli on ollut LUMA-sanomissa esillä ennenkin, mutta pääasiassa lukiokontekstissa. Nyt toimittaja pääsi tutustumaan vastaavaan opetuskouluun peruskoulun yläluokilla Kilterin koulussa Vantaalla.

Vierailin kollegani Terhi Hautalan kanssa Kilterin koulussa Vantaalla eräänä syksyisenä torstai-iltapäivänä. Terhi oli jo aikaisemmin käynyt Martinlaakson lukiossa Pekka Peuran vieraana, mutta itselleni tämä oli ensimmäinen kerta, kun pääsin näkemään yksilöllisen oppimisen menetelmän soveltamista käytäntöön. Kun saavuimme koululle, matematiikan opettaja Minna Collanus toivotti meidät tervetulleiksi ja kertoi, että hänen luokkaansa vierailijat ovat aina tervetulleita, mutta jokaisella vierailijalla on myös velvollisuus toimia apuopettajana ja neuvoa oppilaita pulmatilanteissa.

Ennen tuntien alkua oli hetki aikaa keskustella opettajanhuoneessa, ja Minna valaisi meille kokeilun taustoja. Lukuvuonna 2010–2011 Minnalla oli opetettavana ryhmä, jossa tasoerot olivat todella suuria. Lisäksi oppituntien kulkua hankaloittivat poissaolot ja myöhästelyt. Tarvittiin kipeästi vaihtoehtoa perinteiselle opettajakeskeiselle luokkaopetukselle, jonka puitteissa tuntui mahdottomalta tarjota onnistumisen kokemuksia ryhmän kovin eritasoisille oppijoille ja jossa poissaolot saivat väistämättä oppilaan tippumaan kelkasta. Niinpä Kilterissä starttasi syksyllä 2011 ensimmäinen yksilöllisen oppimisen kokeilu matematiikassa. Opettajan kokemukset menetelmästä olivat positiivisia ja nyt kokemuksia on ennättänyt karttua jo muutamalta lukuvuodelta.

Me Terhin kanssa pääsemme osallistumaan 9. luokan ja 7. luokan matikan tunneille. Ensimmäiseksi alkava 9. luokan tunti on palkitettu siten, että kahdella eri 9. luokan ryhmällä on tunti samaan aikaan. Tunnit ovat vierekkäisissä luokissa, ovet auki ja opettajat liikkuvat luokkien välillä. Lisäksi paikalla on resurssiopettaja, laaja-alainen erityisopettaja ja me vierailijat. Jossain muualla talossa on menossa samaan aikaan ysien pienryhmäopetus; vaihdon pienryhmän ja ison ryhmän välillä on tarkoitus olla joustavaa.

Tunti alkaa ja kukin oppilas jatkaa työskentelyään siitä kohtaa, mihin on viimeksi jäänyt. Osa tekee kirjaa, osa jotain toista kirjaa, joku työskentelee värisauvoilla. Suurin osa oppilaista ratkoo tehtäviä pienissä ryhmissä. Syksyn alussa kukin oppilas on laatinut omat tavoitteensa kuluvalle lukuvuodelle ja tavoiteltavasta arvosanasta keskustellaan joissain tapauksissa myös vanhempien kanssa. Oppilaat ovat tutustuneet opetussuunnitelman perusteiden hyvän osaamisen kriteereihin ja täyttäneet tavoitemonisteeseen, johon kukin oppilas määrittelee, mitkä asiat opiskelee seuraavilta osa-alueilta: yhtälö ja yhtälöpari, funktio, prosenttilasku, yksikkömuunnokset ja pyörityssäännöt, kolmioiden geometriaa sekä avaruusgeometria.

Mutta kysytäänpä sitten oppilailta: miltä tällainen opiskelumenetelmä tuntuu? Muutama varovainen positiivinen kommentti, mutta osa oppilaista tuntuu olevan sitä mieltä, että kaikkien pitäisi olla samalla sivulla ja opettajan pitäisi opettaa asiat yhteisesti. Keskustellessamme tästä opettajien kanssa tunnin jälkeen he arvelevat, että yksi syy oppilaiden kielteisiin kommentteihin saattaa olla, että tässä joutuu oikeasti hommiin; ennen on ollut helppoa vain istua passiivisena ja kuunnella, mitä opettaja puhuu. Toisaalta voi myös pohtia aikaisempien kouluvuosien vaikutusta oppilaiden asenteisiin – yläluokkien oppilailla on jo usean vuoden kokemus siitä, kuinka koulussa kuuluu olla, miten oppilas käyttäytyy ja miten opettaja. Epäilemättä tällaisen vakiintuneen asetelman muuttaminen herättää monissa epävarmuutta.

Siirrytäänpä sitten 7. luokan tunnille. Tämä tunti ei ole palkitettu ja ryhmän – joka koostuu yleisopetuksen ryhmästä ja pienluokasta – käytettävissä on opettaja, luokassa kiertävä laaja-alainen erityisopettaja sekä erityisluokanopettaja. Suurin osa oppilaista noutaa tunnin alussa värisauvat ja ryhtyy jatkamaan monistetta, joka on jäänyt edellisellä kerralla kesken. Muutama tekee kirjaa. Jälleen näyttää siltä, että useimmat oppilaat työskentelevät pienissä ryhmissä ja vieruskaverilta kysellään neuvoja.

Syksyn alussa 7.-luokkalaisille on annettu oheinen taulukko, jonka mukaan he etenevät (Kuvio 1): Kaikkien on tehtävä pakollinen osio, vahvista osaamistasi ja syvennä osaamistasi on korkeampiin arvosanoihin tähtääville. Taulukossa voi edetä joko sarake kerrallaan – kun pakollinen osio on tehty, voi siirtyä vahvista osaamistasi –osioon. Varsinkin korkeampiin arvosanoihin tähtäävät voivat myös edetä rivi kerrallaan perustehtävistä haastavampiin.

Kuvio 1: Etenemiskaavio 7. luokan syksyllä. Vielä 7. luokalla oppilaat tekevät kokeet samaan aikaan, mutta myöhemmin kokeelle on myös muita vaihtoehtoja. Yksi vaihtoehto on tehdä koe itsenäisesti silloin, kun on opiskellut tietyn asian ja saa näin luvan siirtyä asiassa eteenpäin. Toinen vaihtoehto on itsearviointi ja arviointikeskustelu. Kolmas mahdollisuus on jatkuva arviointi tuntityön perusteella.

Tuntien jälkeen meillä on vielä hetki aikaa keskustella Minnan kanssa. Minna kertoo, että menetelmän seurauksena tunnit ovat rauhoittuneet selvästi ja on hyvä, että oppilas on aina tervetullut tunnille, vaikka sitten hieman myöhässä tai usean päivän poissaolon jälkeen. Menetelmä on myös siinä mielessä joustava, että matikan tunneille voidaan ottaa oppilaita, joilla muuten olisi hyppytunti keskellä päivää esimerkiksi siksi, että he eivät osallistu uskonnon opetukseen. Vastaavasti nämä oppilaat saavat jonkin aamun tai iltapäivän matikan tunnin vapaaksi.

Kilterissä on oltu oikein tyytyväisiä myös tuntien palkittamiseen; nyt toinen opettaja voi lähteä halukkaiden kanssa vaikkapa opintoretkelle ja toinen jää muun porukan kanssa koululle. Sijaisten ottaminenkin on helppoa, koska kaikki oppilaat tietävät ainakin periaatteessa, mitä heidän tulee kulloinkin tunnilla tehdä eikä sijaiselle tarvitse jättää erikseen ohjeita.

Jotain menetelmästä kertoo sekin, että syksyllä 2011 aloitettu yksilöllisen oppimisen kokeilu on Kilterissä edelleen käynnissä ja laajentunut monelle eri luokalle. Minna kannustaakin kaikkia rohkeasti kokeilemaan – itse hän ei ainakaan palaisi enää takaisin entiseen.

Teksti: Inkeri Sundqvist.

Opettaja, miltä kuulostaisi autenttinen metsäopetus keskellä talvea? Tai metsien uhanalaiset eliöt luokkahuoneessa? Valtakunnallisen LUMA-keskuksen osana toimivan BioPop-keskuksen julkaisema Virtuaalimetsä antaa mahdollisuuden pedagogisesti ohjattuihin metsäretkiin säästä ja sijainnista riippumatta.

Metsien biologiaa virtuaalisessa oppimisympäristössä

Virtuaalimetsä on verkko-opiskeluympäristö suomalaisista metsistä ja niiden biologiasta. Virtuaalimetsä tarjoaa monipuolisen paketin oppimistyökaluja metsäekologian hahmottamiseen.

Ulkoa opettelun sijasta Virtuaalimetsässä keskitytään kehittämään ymmärrystä siitä, miten luonto toimii. Tavoitteena on kehittää biologista ymmärrystä ja ekologista lukutaitoa, tukea käsitteellistä kasvua ja antaa oppijoille laaja-alainen kuva Suomen metsistä, niiden merkityksestä ihmisille sekä luonteesta ekosysteeminä.

Oppimisen tukena käytetään mm. käsitekarttoja, pohdintakysymyksiä ja itsearviointia. Virtuaalimetsä on suunniteltu varta vasten kouluopetuksen tueksi, ja tarjoaa näin opettajalle vaihtoehtoisen tavan opettaa metsien biologiaa perinteisen luokkahuoneopetuksen, oppikirjan ja maastotöiden rinnalle.

Virtuaalimetsän sisältö on valikoitu perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden mukaisesti sopimaan erityisesti 5.-6. -luokkien opetukseen, mutta sivustoa voi käyttää mainiosti myös yläkoulussa. Virtuaalimetsän rakenne on avoin ja joustava, joten se mukautuu monipuolisesti erilaisiin oppimistarpeisiin. Virtuaalimetsä on vapaasti kaikkien kiinnostuneiden käytössä BioPop-keskuksen verkkosivuilla.

Teemoja ja oppimistyökaluja

Virtuaalimetsä jakautuu viiteen osaan eri oppimistyökalujen perusteella. Metsäpolku on Virtuaalimetsän tietopaketti, joka pohdintakysymysten ja itsearvioinnin tukemana kannustaa aktiiviseen tiedonkäsittelyyn.

Metsäkartta tarjoaa oppimisen tueksi miellekarttoja ja käsitekarttatehtäviä, ja Metsäsanaston käsitepankki varmistaa sen, etteivät vaikeat tai vieraat sanat pääse rajoittamaan oppimista. Metsän kasvit tutustuttavat oppijan tarkemmin metsän kasvilajistoon, ja Testaa taitosi tarjoaa tehtäviä moneen lähtöön.

Oppimistyökalujen lisäksi Virtuaalimetsä jakautuu osiin eri metsäteemojen kautta. Metsiä tarkastellaan neljästä eri näkökulmasta: Metsä elinympäristönä, Metsätyypit, Metsän kerrokset ja Metsäluonnon monimuotoisuus. Teemat voi käydä läpi itsenäisinä kokonaisuuksina, jos koko sivuston käsittely vaikuttaa liian suurelta palalta.

Pääteemojen lisäksi Virtuaalimetsässä käsitellään muutamia perustavanlaatuisia ekologisia ilmiöitä: aineen kierto, energian virta ja populaatiodynamiikka ovat edustettuina Metsä elinympäristönä -osassa. Myös ympäristökasvatuksella on tärkeä roolinsa, etenkin Metsäluonnon monimuotoisuus -osassa.

Virtuaalimetsä on tarjonnut virtuaalisia metsäoppimiskokemuksia jo vuodesta 2009, ja nyt sen on saanut seurakseen myös englanninkielisen Virtual Forestin ja ruotsinkielisen Virtualskogenin.

Kaiken kaikkiaan Virtuaalimetsän päätarkoituksena on antaa tiedon runsauden ja oppimistyökalujen moninaisuuden kautta oppijalle mahdollisuus ekologisen lukutaidon ja ymmärryksen kehittämiseen, metsätiedon laajentamiseen ja ekologisesti kestävän asenteen muodostumiseen.

Virtuaalimetsä on toteutettu osana Terttu Jussilan pro gradu -työtä, joka tarjoaa tarkempaa tietoa biologian didaktisista ja verkkopedagogisista teemoista Virtuaalimetsän taustalla.

Teksti: Terttu Jussila.

“Kokeellisuuden ja fysikaalisten ilmiöiden liittämisen lasten ja nuorten elämään ja ympärillä olevaan maailmaan pitäisi olla johtotähtenä, kun lisätään kiinnostusta fysiikkaan sekä luonnontieteisiin ja tekniikkaan yleensä”, sanoo Valtakunnallisen LUMA-keskuksen fysiikan F2k-keskuksen johtaja Kaarle Hämeri. F2k johdattaa opettajat ja oppilasryhmät modernin fysiikan pariin laboratoriovierailujen, täydennyskoulutusten ja tiedeklubien kautta.

Helsingin yliopiston fysiikan laitoksella toimivan F2k-keskuksen johtaja, professori Kaarle Hämeri ilmaisee huolensa kouluopetuksen niukkojen resurssien vaikutuksesta kokeellisten aineiden opetukseen.

“Kokeellisuutta pitäisi painottaa ja opetuksen tulisi keskittyä enemmän ilmiöihin ja kvalitatiiviseen maailman ymmärrykseen. Kvantitatiivisen laskemisen tulisi olla mukana pienemmällä painolla ja sen puolen pitäisi keskittyä niihin oppilaisiin, jotka valitsevat luonnontieteiden suunnan”, hän toteaa.

Hämerin oma tausta on ilmakehätieteissä. Hänen mielestään fysiikkaa voitaisiin tuoda kiinnostavasti esille esimerkiksi juuri ilmakehään, ilmastoon ja ilmanlaatuun liittyvien teemojen kautta, jotka ovat mediassakin vahvasti esillä.

Hämerin johtama fysiikan opetuksen keskus F2k pyrkii osaltaan vahvistamaan nykyfysiikan tutkimuksen ja kouluopetuksen yhteyksiä. Toimintaa kohdistetaan sekä fysiikan opettajille ja heidän oppilasryhmilleen että erityisesti fysiikasta kiinnostuneille opiskelijoille.

“Pyrimme tuomaan esille nykyfysiikan haasteita ja ilmiöitä ymmärrettävällä tavalla niin, että lähtökohtana on omatoiminen laboratoriotyöskentely”, Hämeri toteaa.

F2k-laboratorio avattiin Kumpulan tiedekampukselle loppuvuodesta 2010 ja samalla fysiikan opetuksen keskuksen nimi päivittyi Kondensaattorista F2k:ksi, joka viittaa fysiikkaan 2000-luvulla.

F2k-laboratorio keskittyy erityisesti lukiolaisryhmien kokeelliseen työskentelyyn modernin fysiikan ja sähkömagnetismin aihealueiden parissa. Lisäksi yläkoulu- ja lukioikäisille tarjotaan Dyna-miitit-tiedeklubeja, joissa tutustutaan nykyfysiikan tutkimukseen.

“Opettajille järjestämme täydennyskoulutuksia, muun muassa perinteisen kesäkurssin heti lomien alussa sekä pienempiä kokonaisuuksia vuoden mittaan. Kohderyhmänä ovat paitsi aineenopettajat myös luokanopettajat. Tietysti myös F2k-laboratorion toiminta on osaltaan opettajien työtä tukevaa toimintaa”, kertoo F2k-keskuksen koordinaattori Tommi Kokkonen.

Fysiikan kiinnostavuuden lisäämiseksi Kokkonen haluaisi painottaa erityisesti yleisen ihmettelyn ja pohtimisen tärkeyttä. “Arkipäiväiseltäkin tuntuvat ilmiöt ja asiat tarjoavat rikkaan pohjan pohdinnoille fysiikan parissa.”

Teksti: Elisa Lautala.