Yläkoululaiset näkevät fysiikan hyödyllisyyden päästessään soveltamaan sitä erilaisissa teknologian konteksteissa. Vaikuttava teknologia -kehittämishankkeessa fysiikkaa sovelletaan konkreettisissa ongelmatilanteissa samalla pyrkien ymmärtämään tieteen, teknologian ja yhteiskunnan välisiä kytköksiä.
Hankkeessa kehitetään, kootaan ja levitetään yläkoululaisille suunnattuja fysiikan teknologisia sovelluksia käsitteleviä oppimiskokonaisuuksia. LUMA SUOMI -ohjelmaan kuuluvan hankkeen tavoitteena on parantaa fysiikan opiskelumotivaatiota ja luonnontieteiden ja teknologia-alojen kiinnostavuutta sekä lisätä oppilaiden luovuutta ja ongelmanratkaisukykyjä.
Hanke tukee perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden uusia tavoitteita, jotka painottavat aiempaa enemmän fysiikan soveltamista ja fysiikan aiheisiin tutustumista erilaisissa konteksteissa. Oppilaita innostetaan kehittämään yhdessä yksinkertaisia teknologisia ratkaisuja.
Oppimiskokonaisuuksissa hyödynnetään ja uudistetaan Suomessa ja maailmalla kehitettyjä hyväksi todettuja materiaaleja. Näitä ovat mm. Teknologiakasvatuskeskus Teknokkaan fysiikkaa soveltavat ja luovuutta kehittävät materiaalit sekä Photonics Explorer -oppimateriaali.
Rakettitiedettä ja teknologiaa
Yksi toteutettavista opetuskokeiluista on mm. Teknokkaan materiaaleista löytyvä vesirakettiprojekti, jossa oppilaat suunnittelevat, rakentavat ja laukaisevat raketteja.
Raketin toimintaperiaatteiden ymmärtäminen vaatii fysiikan peruskäsitteiden ja periaatteiden ymmärtämistä. Raketin teknologista toteutusta voidaan kehittää iteratiivisessa prosessissa pyrkien löytämään parhaat parametrit paineen suuruudelle, veden ja ilman suhteelle sekä siipien ja kärjen muodoille. Apuna voidaan käyttää simulaattoreita ja lisäksi raketin lentoa voidaan analysoida videoanalyysin keinoin.
Kokeiluja varten Itä-Suomen yliopiston LUMA-keskukselle on rakennettu NASAn ohjeiden mukainen vesiraketin laukaisualusta, jota koulut voivat lainata. Laukaisualustalla suoritettu koelaukaisu kuvattiin suurnopeuskameralla. Katso video vesiraketin koelaukaisusta.
Tutkimusmatka fotoniikan saloihin
Yksi hankkeen toiminnoista on levittää Suomen kouluihin laajasti Euroopassa käytössä olevaa EU:n rahoittamaa valo-oppiin liittyvää Photonics Explorer -materiaalipakettia.
Materiaali tarjoaa toiminnallisen tavan opiskella valoon liittyviä fysiikan ilmiöitä ja tutustua niihin liittyviin teknologisiin sovelluksiin. Materiaali kannustaa oppilaita myös soveltamaan tietojaan erilaisten käytännön sovellustehtävien parissa.
Paketti soveltuu sekä yläkoulun että lukion opetukseen, ja se sisältää mm. optista kaapelia, lasereita, RGB-ledejä, hiloja, polarisaattoreita ja linssejä sekä oppilaan ja opettajan ohjeet noin 20 oppitunnin opetusta varten. Yksi välinepaketti mahdollistaa 25 oppilaan samanaikaisen pienryhmätyöskentelyn. Materiaalin viimeisessä osassa oppilaat tutustuvat lisäksi tieteen ja teknologian alojen ammatteihin.
Projektin puitteissa Photonics Explorer -paketteja jaetaan noin 25 kappaletta suomalaisten opettajien käyttöön EU:n LIGHT2015-projektin ja optiikan alan yritysten rahoittamana. Ilmaiset paketit edellyttävät puolen päivän pituista koulutusta Itä-Suomen yliopiston LUMA-keskuksella. Koulutukset järjestetään loppuvuodesta.
Lisätietoja hankkeesta ja sen toimintoihin osallistumisesta: Jesse Hietala, jesse.hietala@uef.fi
Teksti: Jesse Hietala. Kuvat: Ville Nivalainen ja EYEST.
