LUMA-sanomat

Aalto-yliopisto on tehnyt yhteistyötä Valtakunnallisen LUMA-keskuksen kanssa jo vuodesta 2007 ja tänä syksynä Aallon LUMA-toiminta käynnistyy virallisesti. Toiminnan keskipisteenä ovat alkuvaiheessa lukiolaisille suunnatut kärkikurssit, joilla tarjotaan yliopistotason opetusta muun muassa geologiassa ja geofysiikassa sekä päästään tutustumaan satelliitteihin ja niiden tehtäviin.

Aalto-yliopiston LUMA-toiminta starttaa tänä syksynä virallisesti Otaniemessä pidettävien avajaisten myötä 10. marraskuuta. Sitä ennen on kuitenkin ehditty jo pitää geologian ja geofysiikan johdantokurssi sekä matematiikan luentosarjan syksyn luennot. Nämä lukiolaisille suunnatut kärkikurssit ovatkin nyt alkuvaiheessa keskeinen osa Aallon LUMA-toimintaa.

Kärkikursseilla tarjotaan huippuopetusta eri aiheista. Viikon intensiivikursseja järjestetään syksyisin ja keväisin eri aiheista. Kurssien opettajat ovat Aalto-yliopiston professoreita, tutkijoita ja opettajia. Lukiolaiset saavat kurssisuoritukset osaksi lukio-opintojaan. Samalla he pääsevät tutustumaan yliopistomaailmaan jo lukiovaiheessa.

Kevään 2012 kärkikurssitarjonnassa ovat muun muassa nano- ja mikrotekniikan kurssi sekä Aalto-1-satelliittikurssi. Ensiksi mainittu kurssi on järjestetty Otaniemessä aiemmin jo neljä kertaa Olarin matematiikka-luonnontiedelukion ja Micronovan yhteistyönä, ja se on saanut erittäin positiivisen vastaanoton sekä opettajien että oppilaiden keskuudessa.

Kärkikurssien lisäksi Otaniemeen on myös tulossa oppilaslaboratorio, joka saadaan käyttöön vuoden 2012 aikana.

Lisätietoa Aalto-yliopiston LUMA-toiminnasta osoitteessa luma.aalto.fi. Tervetuloa Aallon LUMA-toiminnan avajaisiin 10.11.2011.

Teksti: Tiina Raatikainen.

Kansainvälisessä PALAVA-tutkimushankkeessa tutkittiin muun muassa Suomen, Yhdysvaltain, Iso-Britannian sekä Slovenian kemian opettajaksi opiskelevien mallintamis- ja visualisointiprosesseja kaasujen kokoonpuristuvuuteen liittyen. Hankkeeseen osallistuneet asiantuntijat esittelivät sitä tällä viikolla Haikon kartanossa.

PALAVA (Particles, Active Learning and Visualization Assessment) -tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää StoryBoard-menetelmän avulla, miten kemian opettajaksi opiskelevat mallintavat Boylen lain. Sen lisäksi tutkittiin Boylen lain hahmottamista makro- ja mikrotasolla, opiskelijoiden ajattelutasoja suhteessa Boylen lakiin sekä millaista tietoa StoryBoard-menetelmä antaa opiskelijoiden rakentamista malleista.

StoryBoard on metakognitiivinen menetelmä, jonka tarkoituksena on, että oppilaat ensin visualisoivat heille uuden ilmiön ja sitten yhdistävät ilmiön ja visualisoinnin sanallisesti. Menetelmä nopeuttaa ilmiön ja visualisoinnin yhteyksien ymmärtämistä sekä tiedostamista. Opettaja voi hyödyntää menetelmää selvittääkseen oppilaidensa puutteelliset tiedot ja keskittääkseen enemmän aikaa asioihin, jotka oppilaat kokevat vaikeiksi.

PALAVA-tutkimukseen osallistuneet opiskelijat suorittivat erilaisia Boylen lakiin liittyviä kokeellisia töitä esimerkiksi vaahtokarkeilla, joista he sitten piirsivät mikro- ja makrotason kuvat. Sen jälkeen he yhdistivät sanallisesti mikro- ja makrotason.

StoryBoard-menetelmä antoi tutkijoille hyvän kuvan siitä, miten opiskelijat näkevät Boylen lain. Opiskelijoille piirtäminen oli helpompaa kuin sanallinen selittäminen. Suurimmaksi osaksi tutkimukseen osallistuneilla jäi kuitenkin käyttämättä korkeamman tason ajattelutaidot, eli sovellus, analysointi, arviointi ja luominen.

Tutkimuksesta selvisi, että makrotaso on opiskelijoille mikrotasoa helpompi ymmärtää. Mikrotasolla piirrokset erosivat huomattavasti enemmän opiskelijoiden välillä. Vain 2/10 osallistujasta Suomessa osasi yhdistää Boylen lain mikro- ja makrotason. Samanlaisia tuloksia on saatu muidenkin maiden tutkimuksista sekä jopa tutkijoille teetetyistä vastaavanlaisista tutkimuksista.

Tutkimushankkeeseen osallistuneet professori Mickey Sarquis ja johtaja Lynn Hogue Terrific Science -keskuksesta esittelivät tutkimusta ja StoryBoard-menetelmää alkuviikosta Haikon kartanossa pidetyssä International Symposium on Science Education -tapahtumassa.

• Lisää tutkimuksesta.

Teksti: Anna-Sofia Vilhunen.

Porvoossa Haikon kartanon upeissa maisemissa on parhaillaan käynnissä valtakunnallisen LUMA-keskuksen historian ensimmäinen kansainvälinen tiedeopetuksen symposiumi. Ohjelmassa on kiinnostavia luentoja kansainvälisine puhujineen.

Symposiumin pääpuhujina ovat professori Brian Hand (kuvassa) Iowan yliopistosta Yhdysvalloista, professori Arlyne (Mickey) Sarquis sekä johtaja Lynn Hogue Terrific Science -keskuksesta, Mehmet Demirbag, Kutlu Tanriverdi sekä professori Murat Gunel Ahi Evranin yliopistosta Turkista ja professori, valtakunnallisen LUMA-keskuksen johtaja Maija Aksela sekä tohtorikoulutettava Marja Happonen Helsingin yliopistosta.

Osallistujia symposiumissa on kouluista, yliopistoista ja elinkeinoelämästä. Heidän joukossaan on monia tiedeopetuksen tutkijoita Suomesta, Turkista, Yhdysvalloista sekä Thaimaasta.

Symposiumin teemoina ovat erilaiset uudet lähestymistavat oppilaiden innostuksen ja oppimisen tukemiseen. Ohjelmaan kuuluu vuorovaikutteisia luentoja sekä käytännön kokeellista työskentelyä. Luentojen aiheita ovat muun muassa väitteet, todisteet ja tieteellinen menetelmä luonnontieteiden opetuksessa, tiedeoppimisen arviointi kirjoittamisen kautta, kuvaajat luonnontieteiden opetuksessa sekä visualisointi kokeellisen työskentelyn yhteydessä.

Käytännön kokeellisissa töissä on päästy tutustumaan muun muassa pimeässä loistaviin valotikkuihin sekä tutkimaan kynttilää lasin alla vesiastiassa (katso video). Tarkoituksena on ollut miettiä, mihin nämä ilmiöt perustuvat ja kuinka monella eri tavalla asioita voidaan tutkia sekä mitä erilaisia päätelmiä samoista havainnoista voi tehdä.

Jyväskylän yliopiston LUMA-KS -keskuksesta symposiumiin osallistunut Pirjo Häkkinen pitää tapahtumaa mielenkiintoisena. Hänelle luennot ovat antaneet hyviä käytännön vinkkejä alakoulun kemian vierailuihin. Häkkinen suosittelee luokanopettajille muutamien töiden testaamista omassa opetuksessaan. Mukavan lisän antaa symposiumissa myös vanhojen tuttujen tapaaminen sekä tietenkin tutustuminen uusiin kollegoihin.

Symposium jatkuu tiistaihin saakka ja edessä on monia ajatuksia herättäviä luentoja.

Teksti: Anna-Sofia Vilhunen.

Toinen Millennium Youth Camp -nuortenleiri järjestettiin Nurmijärven Kiljavalla ja ympäri pääkaupunkiseutua kaksi viikkoa sitten. Vaikka leirissä on kyse tieteestä, olivat sen aikana syntyneet kansainväliset ystävyyssuhteet vähintään yhtä tärkeitä.

“Vaikka olemme kaikki niin erilaisia, samaan aikaan olemme myös kaikki samanlaisia”, sanoi romanialainen Radu Bors puhuessaan kaikkien 30 leiriläisen puolesta Millennium Youth Camp -gaalassa, joka järjestettiin Aalto yliopiston Design Factoryssa 16. kesäkuuta.

Millennium Youth Camp -leiri toi yhteen 30 nuorta 22 maasta ja viideltä mantereelta. Viikon aikana he tutustuivat Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteelliseen tiedekuntaan, Aalto-yliopiston Otaniemen kampukseen sekä useisiin yrityksiin, jotka edustavat suomalaista osaamista.

Nokialla leiriläisiä vastassa oli itse pääjohtaja Stephen Elop.

“En aikaisemmin ollutkaan tajunnut, miten paljon insinöörit joutuvat nykyään ottamaan vastuuta teknologian ympäristövaikutuksista”, kertoi yksi leiriläisistä, Suomessa asuva Arian Kermanchi, vierailun jälkeen.

Nokialta kerrottiin, että sekä rajalliset luonnonvarat että energiatehokkuusvaateet tulee ottaa suunnittelussa huomioon.

Yksi leirin tavoitteista on tehdä suomalainen osaaminen ja koulutus tunnetuksi ja houkuttelevaksi ympäri maailmaa kotoisin olevien nuorten keskuudessa. Samalla luodaan verkostoja, joilla voi olla suurikin merkitys tulevaisuudessa. “Yhdessä tulette muuttamaan maailman paremmaksi ja ratkaisemaan ongelmia”, painotettiin monessakin puheessa, jotka leiriläiset kuulivat viikon aikana.

Mutta sitä ennen voi pitää vähän hauskaa! Millennium Youth Campilla siihenkin riitti aikaa, joskin sitä aikaa piti ottaa välillä yöunistakin.

Sääksjärven ympäristö tarjosi mahtavan ympäristön tutustua suomalaiseen luontoon, joka yllättikin monet leiriläiset puhtaudellaan ja raikkaudellaan. Helsingin keskustaan tutustuttiin jo toisena leiripäivänä, viimeisenä päivänä puolestaan pidettiin hauskaa Heurekassa.

Iltaohjelmissa tutustuttiin eri kulttuureihin, saunottiin, laulettiin, paistettiin nuotiolla makkaraa sekä miteltiin laskuvarjon- ja laivanrakennuksessa ja ties missä kekseliäisyyttä, liikunnallisuutta ja yhteistyötä mittaavassa lajissa.

Yhteistyötä vaadittiin myös, jotta jokaisen ryhmän projektityö saatiin valmiiksi ja esityskuntoon leirin aikana. Työt esiteltiin torstain gaalaillassa ja ne saivat erinomaista palautetta asiantuntijoilta.

Esimerkiksi Vaisalan Sanna Nyström kiitteli ilmastomuutosryhmän innostunutta asennetta projektia kohtaan ja ryhmähenkeä. “Tarvitsemme lisää kaltaisianne ihmisiä. Tulette vielä tekemään suuria asioita elämässänne”, hän lisäsi.

Ei ole aivan mahdoton ajatus, että Millennium Youth Camp -leiriläisten joukosta löytyisi myös tulevaisuuden Millennium-palkittu. Siksi luonteva asiantuntijavieras leirille oli 2010 Millennium-palkittu Stephen Furber.

Manchesterin yliopiston tietotekniikan professori sai palkinnon kehittämästään ARM-mikroprosessorista. Kyseisen prosessorin sisältäviä mikrosiruja on valmistettu jo 20 miljardia, joten tavalla tai toisella ne ovat helpottaneet lähes jokaisen arkea.

Furberin luento hänen omasta urastaan ja tietotekniikan kehityksen vaiheista inspiroi leiriläisiä. ICT-ryhmäläinen Esther Nabirye Ugandasta kertoi luennon jälkeen, että hän voisi pitää Furberia esikuvanaan. “Voisinpa olla kuin hän ja tehdä jotakin samanlaista, mitä hän on tehnyt.”

Ehkä hän jonain päivänä onkin.

Teksti: Elisa Lautala.

Kansainvälisen kemian vuoden kunniaksi esitetään marraskuun 11. päivä kantaesityksenä Ilkka Pollarin kirjoittama pienoisnäytelmä A.I. Virtasen elämäntyöstä valtakunnallisen LUMA-keskuksen järjestämän LUMA-juhlaseminaarin yhteydessä. Esityspaikkana on Helsingin yliopiston kemian laitos Kumpulan tiedekampuksella. Näyttelijät ovat nuoria kemian opettajaopiskelijoita. Muita näytöksiä järjestetään kysynnän mukaan marraskuun aikana.

Akateemikko, prof. Artturi Ilmari Virtanen (1895 – 1973) on Suomen ainoa Nobelilla palkittu tiedemies. Nobelin kemian palkinto myönnettiin hänelle vuonna 1945 hänen tekemistään maatalouden ja ravintokemian uraauurtavista keksinnöistä. Virtanen tunnetaan myös aktiivisena yhteiskunnallisena vaikuttajana ja keskustelijana, jonka kannanotot aiheuttivat myös poliittista kuohuntaa.

Kemian kansainvälisen juhlavuoden kunniaksi näytelmäprojektin käynnistänyt ja näytelmän tilannut, prof. Maija Aksela kertoo Virtasen merkittävän tiedeuran kiehtoneen häntä jo pitkään: ”Tuotimme vuonna 1995 Olarin tiedelukion kanssa Virtasen 100-vuotisjuhlien kunniaksi aiheesta monia nuoria ja aikuisiakin innostaneen näytelmäproduktion. Nähtyäni paljon myöhemmin Ilkka Pollarin ja Ilkka Aaltosen näytelmän ”Kultaisen Ankan” päätin, että olisi upeaa saada juhlavuonna juuri Pollarin kirjoittamana näytelmä Virtasen tiedeurasta ja hänen mielenkiintoisesta elämästään.”

Näytelmän kirjoittaja Ilkka Pollari kertoo kiinnostuneensa erityisesti Virtasen elämän sivujuonteista: ”Nostin esille lähinnä Virtasen ja hänen lähimmän työtoverinsa Henning Karströmin suhteen sekä tuliset yhteenotot Kekkosen kanssa. Kun sain selville, että Virtanen piilotti Biokemiallisen Tutkimuskeskuksen Suomen lipun niin, ettei sitä voitu nostaa Kekkosen 70-vuotisjuhlien kunniaksi. Silloin tiesin, että tällaisenkin käsikirjoituksen voisi todella saada elämään.”

Maija Aksela on professori ja valtakunnallisen LUMA-keskuksen johtaja. Hän toimii myös Helsingin yliopiston kemian opettajankoulutusyksikön sekä sen ohessa toimivan kemian opetuksen keskuksen, Kemman johtajana kemian laitoksella. Hän on saanut työstään useita palkintoja: mm. vuonna 2010 J.V. Snellman-tiedonjulkistamispalkinnon, vuonna 2009 tiedonjulkistamisen valtionpalkinnon, vuonna 2008 Naisen teko -kunniamaininnan, vuonna 2005 vuoden luonnontieteilijä -palkinnon ja vuonna 1995 vuoden matemaattisten aineiden opettaja -tunnustuksen.

Ilkka Pollari on harrastajakirjoittaja, joka on aiemmin kirjoittanut musiikkinäytelmiä yhdessä Ilkka Aaltosen kanssa. Näytelmiä ”Pirtukuningas ja orpopoika” (2004), ”Kultainen ankka” (2006), ”Taicawarvas” (2008) on esitetty menestyksellä eri puolella Suomea sekä Unkarissa espoolaisen Teatteri Hyökyvuoren toimesta. Hän työskentelee johtajana Kemira Oyj:n T&K ja teknologia -funktiossa.

Noin 200 lasta, nuorta ja aikuista viihtyi luonnontieteen ja matematiikan äärellä Jippo-tiedepäivänä 7.5.2011 Helsingin yliopiston Kumpulan kampuksella. Kun tapahtuma järjestettiin nyt seitsemännen kerran, järjestettiin ruotsinkielisille rinnakkaisohjelma ruotsiksi: ruotsinkielisiä oli noin 10 % osallistujista. Intoa ja iloa riitti monipuolisen ohjelman parissa sekä lapsille että aikuisille: nuorin osallistujista oli alle vuoden ikäinen ja vanhimmat mummoja ja vaareja.

Tapahtuma aluksi kokoonnuttiin Physicumin auditorioon. Tapahtuman koordinaattorit Suvi Tala ja Jenni Västinsalo toivottivat kaikki tervetulleeksi. Tämän jälkeen oli laskennallisen ilmakehätieteen professorin, Hanna Vehkamäen lennokkaan esityksen vuoro.

Hanna pohti, keskustelutti ja demonstroi otsikolla ”Miten ilmasta voi syntyä pilviä?”. Avustajan toimi Katrianne Lehtipalo – ja avustaja olikin tarpeen, sillä saliin ryöpsähteli villejä höyryjä noidankattilasta. Höyryä ryöpsähteli sitä enempi, mitä lähemmäksi kattilaa Hanna meni puhumaan. Kattilaan putosi esityksen aikana lakupaloja ja patukoita, joiden rakenne muuttui kiveäkin kovemmaksi. Näistä osallistujat saivat maistiaisia – ja kaikki tarttuivat rohkeasti lakupalaansa kuultuaan totuuden noidankattilasta, johon saivat myös tutustua lähemmin. Noidankattila oli täytetty nestetypellä eli jäädytetyllä ilmalla: se ei siis ollutkaan noituutta vaan fysiikkaa. Tarkemmin tarkastelun tuloksena huomattiin, että noidankattilasta ei oikeastaan oikeasti ryöpsähdellytkään mitään, vaan kaikki se höyry, joka siitä näytti nousevan, oli peräisin salin ilmasta. Ilmasta jossa näyttää olevan tyhjää – tai siis siinä ei näy olevan mitään. Vaikka ilma on suurelta osin tyhjää, sisältää se elämälle välttämättömiä hiukkasia: aine on ilmassa kaasumuodossa. Ison luentosalin tilavuus on noin 1000m3, mutta siinä olevat ilman hiukkaset sopisivat yhden kuutiometrin tilavuuteen. Kun näiden hiukkasten muodostamaa kaasua jäähdytetään, näkyy se höyrynä – tai esimerkiksi kylmään ikkunanpintaan tiivistyvänä vetenä tai pakastimen pinnoille kertyvänä jäänä. Hannan esityksessä arkielämän selitykset yhdistyivät nykytutkimukseen. Sitten olikin pajakierroksen vuoro.

Fysiikan, matematiikan, kemian, biologian ja maantieteen opiskelijat ja tutkijat toteuttivat yhteensä 14 työpajaa, joissa lapset ja aikuiset tutkivat, oppivat ja viihtyivät yhdessä luonnontieteen ja matematiikan ilmiöiden äärellä. Työpajoja olivat: Salapoliisitehtäviä, Valoja ja värejä, Elefantin hammastahna, Tangram – kiinalainen palapeli, Ruokaostoksilla maailman ympäri, Pomppivat superpallot, Suupalan matka, Luonnonindikaattorit, Sähköä ja magneetteja: sähkömagneetti, Regnbågar i et provrör, Vardagsfysik ja Vatten som häsömätare ja Matematik i nät. Eli työpajoissa oli tarjolla yllätyksiä ja ihmetystä, selityksiä arkipäivän ilmiöille ja kimuranttia pohdittavaa. Jokaiselle innokkaalle Jippo-tutkija vei sitten kotiinsa pajakierroksen aikana täyttämänsä Jippo-passin – ja mukavia muistoja.

Kiitos kaikille tapahtumaan ja sen tekemiseen osallistuneille: lapsille, nuorille ja aikuisille vieraille sekä puhujille, pajanpitäjille, avustajille ja oppaille.

Teksti: Suvi Tala.

Tampereelle avattiin 19.4. uusin kansallisen LUMA-verkoston jäsen LUMATE-keskus. Keskus painottaa oppiaineita ylittävää yhteistyötä ja teknologiaa LUMA-aineiden opetuksessa. Tavoitteena on tukea opettajia sekä opettajaksi opiskelevia toimimalla yhteisenä tuki- ja resurssikeskuksena. Myös lasten ja nuorten innostusta ja kiinnostusta LUMA-aineita ja teknologiaa kohtaan tullaan tukemaan monipuolisesti.

Tampereen LUMATE-keskus on Pirkanmaan, Kanta-Hämeen ja Etelä-Pohjanmaan LUMA-foorumi. Tampereella sijaitsevan keskuksen erityispiirteenä on teknologian ja elinkeinoelämän vuoropuhelu ja yhteistyö luonnontieteiden ja matematiikan aloilla.

Tampereen LUMATE-keskuksen vahva erityispiirre on oppiaineet ylittävä yhteistyö ja teknologian tuominen opetukseen. Keskus tuo esille Tampereen vahvuudet perinteisten LUMA-aineiden matematiikan, fysiikan, kemian ja biologian lisäksi teknologiaan liittyvillä alueilla kuten bioteknologia, nanoteknologia, ohjelmistotekniikka, signaalinkäsittely ja älykkäät koneet. Kiinteä yhteistyö eri tieteenalojen ja yritysten kanssa antaa vankan pohjan työskentelylle koulumaailman ja yliopiston välillä. Vahvuuksia on myös yliopistojen välinen yhteistyö matemaattisten aineiden opettajakoulutuksessa. Tämän avulla matemaattisten aineiden opettajia valmistuu sekä Tampereen yliopiston informaatiotieteiden ja kasvatustieteiden yksiköistä että ainoana Suomen tekniikan yliopistoista myös Tampereen teknillisestä yliopistosta sen teknis-luonnontieteellisestä koulutusohjelmasta.

Keskuksen tärkeä tehtävä on olla tuki- ja resurssikeskus oppilaitosten opettajille ja opettajiksi opiskeleville. Keskus järjestää opettajille täydennyskoulutusta ja toiminnallisia kerhoja, kursseja, tutustumiskäyntejä, tutkimusprojekteja ja luentosarjoja kaikenikäisille. Keskus kytkee toimintaansa mukaan myös opettajiksi opiskelevat.