5/2011. Matemaattis-luonnontieteellinen aikakauslehti 75. vuosikerta Irtonumero 12

Transkriptio

1 5/2011 Matemaattis-luonnontieteellinen aikakauslehti 75. vuosikerta Irtonumero 12

2 Dimensio 5/2011 sisältö 5 Pääkirjoitus Irma Iho 6 MAOL ry:n syyskoulutuspäivät Keravalla Leena Mannila 8 Luonnontieteiden työturvallisuus Eeva Toppari 12 Kemian vuosi 2011: Valokeilassa ilmastonmuutostutkija Jevgeni Parshintsev 14 Tiedekeskus ja lahjakkuuskoordinaattorit Tanskan malli luonnontieteellisten lahjakkuuksien opetuksessa Matti Lehtinen 17 Miten innostaa tyttöjä ICT-ammatteihin? Susanna Bairoh 21 Geometrian osaaminen yläkoulussa Essi Nevala, Riina Jukola ja Terhi Perkkalainen 24 Fysikundervisning med vetenskapshistoria Peter Holmberg 27 Fysiikan kesäkurssi Iisalmessa Ari Puustinen 29 Itä-Suomen yliopiston LUMA-keskus keskittyy olennaiseen Pekka Hirvonen, Ville Nivalainen, Vesa Tenhunen ja Mervi Asikainen 32 Laskinpanna poistuu muuttuuko opetus ja arviointi? Lenni Haapasalo 36 Verkkokurssilla oppivat sekä kurssilaiset että ohjaajat Hannu Korhonen, Juha Leino, Erkki Luoma-aho, Mikko Rahikka ja Mika Setälä 40 Matematiikkaolympialaiset Hollannissa Anne-Maria Ernvall-Hytönen 42 Suomi jälleen mitalikannassa kansainvälisissä fysiikkaolympialaisissa Anssi Lindell ja Lasse Franti 45 Suomalaisille kaksi mitalia tietotekniikan olympialaisissa Timo Knuutila 47 Suomelle jälleen voitto kansainvälisessä tilastokilvassa Minna Korhonen ja Reija Helenius 50 Millenium Youth Camp 2011 toi nuoret yhteen tutkimusprojektien, yhteistyön ja ystävyyden kautta Marja Happonen 52 Formula 1 ja geometriset jonot Kerkko Luosto 54 Juha Oikkosen mietteitä: Derivaatan metkuja ylioppilaskokeessa Juha Oikkonen 55 Kirjallisuutta: Utelias kokki ja muuta elintarvikekemiaa 56 Miten yhteiskunnan kestävyyttä mitataan? Jari Lyytimäki ja Janne Rinne 62 Survo-ristikot 5 Oikaisuja Dimensioon 4/2011: Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiön opettajien palkitsemistilaisuus -artikkelin yläkoulujen stipendien saajien luettelossa (s. 14) Jani Turusen kouluksi oli virheellisesti mainittu Hämeenkylän koulu ja Jukka Väisäsen nimi puuttui. Turunen Jani, Hatsalan klassillinen koulu, Kuopio Väisänen Jukka, Hämeenkylän koulu, Vantaa Verkkolehdet opetuksen tukena -artikkelissa mainittiin virheellisesti Solmu-lehden (s. 33) kohderyhmäksi vain opettajat ja tutkijat ja lehteä toimittavaksi tahoksi Helsingin yliopiston matematiikan laitos. Solmua toimittaa riippumaton toimituskunta ja lehti on suunnattu opettajien ja tutkijoiden lisäksi myös nuorille matematiikan innostamiseen. 63 Vuoden opettaja Jarmo Sirviö 67 Pulmasivu Kansikuva: Virva Lind, Raahe Kuvan nimi: Valoa lusikalla Kuvassa on kemiallista valoa pullossa, luminolia, Natriumhydroksidin ja vetyperoksidin seosta valotikusta otettuna, ajatusleikkinä lusikallinen aamuin, illoin pitää kaamosmasennuksen loitolla

3 Matemaattisluonnontieteellinen aikakauslehti 75. vuosikerta Julkaisija Matemaattisten Aineiden Opettajien Liitto MAOL ry Rautatieläisenkatu 6, Helsinki Päätoimittaja Leena Mannila, puh Vastaava päätoimittaja Irma Iho, puh Toimitussihteeri Jarkko Narvanne, puh Paino Forssa Print 2011 ISSN , ISO 9002 Tilaukset ja osoitteenmuutokset MAOL:n toimisto puh. (09) Tilaushinta Vuosikerta 60, irtonumero 12, ilmestyy 6 numeroa vuodessa Toimituskunta Leena Mannila (pj.), Tomi Alakoski, Marja Happonen, Irma Iho, Pasi Ketolainen, Jari Koivisto, Hannu Korhonen, Marita Kukkola, Jarkko Lampiselkä, Juha Oikkonen, Maija Rukajärvi- Saarela, Marika Suutarinen, Timo Tapiainen, Kaisa Vähähyyppä, Jarkko Narvanne (siht.) Neuvottelukunta prof. Maija Ahtee prof. Maija Aksela joht. Riitta Juvonen prof. Kaarle Kurki-Suonio prof. Aatos Lahtinen prof. Ilpo Laine prof. Jari Lavonen prof. Tapio Markkanen rehtori Jukka O. Mattila dos. Jorma Merikoski op.neuvos Marja Montonen prof. Erkki Pehkonen joht. Kari Purhonen prof. Pekka Pyykkö prof. Esko Valtaoja * etunimi.sukunimi@maol.fi Rautatieläisenkatu 6, Helsinki p. (09) fax (09) maol-toimisto@maol.fi MAOL ry HALLITUS Puheenjohtaja Irma Iho * I varapuheenjohtaja, talous Jouni Björkman * II varapuheenjohtaja, koulutus Anne Rantanen * III varapuheenjohtaja, tiedotus, Dimensio Leena Mannila * Koulutustoiminta Tero Anttila * Oppilastoiminta Irene Hietala * Ruotsinkieliset palvelut Joakim Häggström * Kerhotoiminta Pasi Konttinen * OPS-työ, sähköinen tiedottaminen Marita Kukkola * Matematiikka/tietotekniikka Mika Setälä * Edunvalvonta Timo Tapiainen * Fysiikka, kemia Eeva Toppari * TOIMISTO maol-toimisto@maol.fi Toiminnanjohtaja Juha Sola * (09) Koulutus- ja tiedotusassistentti Päivi Hyttinen * (09) Toimistoassistentti Katja Sopanen * (09) DIMENSION TOIMITUS Toimitussihteeri Jarkko Narvanne, dimensio@maol.fi MFKA-Kustannus Oy HALLITUS Puheenjohtaja Päivi Ojala, paivi.ojala@mfka.fi Sähköinen maailma Juha Leino, juha.leino@hel.fi Markkinointi Matti Rossi, matti.rossi@heureka.fi Koepalvelu Eeva Toppari * Tuotetietous, pedagogiikka Sami Sirviö, sami.sirvio@vantaa.fi Kirjat Sari Yrjänäinen, sari.yrjanainen@uta.fi AMK-yhteistyö Jouni Björkman * TOIMISTO mfka@maol.fi Toimitusjohtaja Juha Sola * (09) Tuotepäällikkö Lauri Stark * (09) Myyntisihteeri Kirsi Vertanen * (09) Rautatieläisenkatu 6, Helsinki p. (09) fax (09) Tilaukset:

4 Pääkirjoitus Opettajakunta vaihtuu, vastaako opettajainkoulutus haasteeseen Koulutuksen ja tutkimuksen kehittämissuunnitelman luonnoksessa on lause: Kansainvälisesti korkeatasoinen opettajankoulutus on ollut perusta Suomen korkealle sivistys- ja osaamistasolle. Näin varmasti on ja pitää jatkossakin olla. Opettajankoulutukseen panostaminen on erityisen tärkeää nyt, kun opettajakunnassa on meneillään suuri vaihtuvuus. Lisäksi opetus- ja oppimisympäristöt ovat muuttuneet. Opiskelijoiden erilaistuminen edellyttää opetuksen yksilöllistämistä, ja etenkin tieto- ja viestintätekniikka on muuttamassa oppimisympäristöjä kovalla vauhdilla. Opetusmenetelmät, oppisisältöjen uudistuminen ja pedagogiset haasteet vaativat koulutusta. Matematiikan ja luonnontieteiden neuvottelukunta nosti muistiossaan v.2009 keskeiseksi toimenpide-ehdotukseksi matemaattis-luonnontieteellisen osaamisen parantamiseksi opettajien perus- ja täydennyskoulutuksen. MAOL:in erityinen huoli on miten aineenopettajuus ja riittävä oppiaineen hallinta turvataan. Vaikka opetus- ja kulttuuriministeriön keräämien tilastojen mukaan 95 % matemaattisluonnontieteellisten aineiden opettajista on muodollisesti kelpoisia, huoli on esimerkiksi kaksoiskelpoisten opettajien todellisesta aineenhallinnasta ja innostuksesta. Lisäksi ainakin pienissä kouluissa perustetaan kolmen ja jopa neljän aineen virkoja, jolloin joitakin oppiaineita opetetaan ilman pätevyyttä. Kentältä on kuulunut jo huolestuneita viestejä. Luokanopettajakoulutukseen hakeutuu paljon opiskelijoita, jotka lukiovaiheessa eivät ole käytännössä opiskelleet ollenkaan fysiikkaa ja kemiaa ja matematiikkakin on lyhyen oppimäärän varassa. Tällaista aukkoa eivät vähäiset aineopinnot opettajankoulutusvaiheessa pysty täyttämään. Kuitenkin huomattava osa matematiikan opinnoista suoritetaan alakoulussa ja fysiikan ja kemian opinnot kuuluvat 5-6 luokkien opetusohjelmaan. Aukkoa voitaisiin lähteä korjaamaan helpoiten lukion kehittämisen suunnalta. Lukion yleissivistävään opetukseen pitäisi kuulua luonnontieteitä enemmän kuin mitä yksi pakollinen kurssi fysiikkaa ja kemiaa antavat. Lyhyen matematiikan oppimäärä on pidettävä vahvana ja puheet palikkamatikasta lopetettava. Näitä toimenpiteitä vaativat monet yhteiskunnan osaalueet, ei ainoastaan luokanopettajakoulutus. Valintakriteerejä tulisi muuttaa paremmin matematiikan ja luonnontieteiden osaamista huomioivaksi. Esimerkiksi pitkän matematiikan suorittamista pitäisi painottaa vahvemmin. Erikoistumista matemaattis-luonnontieteelliseen suuntaan olisi kannustettava. Peruskoulun nivelkohdassa voitaisiin käyttää enemmän aineenopettajia. Täydennyskoulutuksen merkitys on havaittu ja otettu huomioon hallituksen ensi vuoden talousarviossakin. Vaikeutena on kuitenkin opettajien pääsy koulutukseen työajalla, jos kunnollisia sijaisjärjestelyjä ei ole mahdollista tehdä. Opettajat osallistuvat mieluummin pedagogisten järjestöjen täsmäkoulutukseen kuin työnantajan useimmiten kaikille jotenkin sopivaksi tähtäävään koulutukseen. Tässä tarvittaisiin kuitenkin koulutuksen järjestäjien ja järjestöjen yhteistyötä, koska OSAAVA-rahoja ei anneta suoraan järjestöille. Tällä hetkellä tilanne on kuitenkin hyvin sekava. Kaikki koulutuksen järjestäjät eivät hyväksy omalla ajallaankaan käytyä ainejärjestöjen koulutusta edes yhtä veso-päivää korvaavaksi koulutukseksi. MAOL:n kurssitoiminta ja paikalliskerhojen järjestämä koulutus takaisivat sen, että koulutus ei keskity vain muutamille suurille paikkakunnille, vaan asuinpaikasta riippumatta opettajat saavat asiantuntevaa koulutusta. MAOL:illa on verkosto, jonka avulla löydetään hyviä, pedagogian hallitsevia asiantuntijoita kouluttamaan lähellä omaa työpaikkaa. Myös monipuolisia koulutuspäiviä pyritään kierrättämään eri puolilla Suomea. Pula matematiikan, fysiikan ja kemian opettajista on muutamilla alueilla jo tosiasia. Tulevaisuustilastot eivät tätä tue, koska aloituspaikkoja on riittävästi. Aloituspaikat eivät kuitenkaan aina täyty. Monet käyttävät ensimmäisien vuosien opiskelua preppauskurssina päästäkseen muualle eivätkä välttämättä valmistu. On myös muistettava, että ainakin korkeasuhdanteen aikana siirtyminen muille aloille on runsasta. Toivottavasti opettajapula ei iske yllättäen kuten jäiset ja lumiset tiet marraskuussa. On huolehdittava toimessa olevien opettajien koulutuksesta ja varmistettava tulevaisuus uusien opettajien riittävällä määrällä ja laadulla. Värikästä syksyä! Irma Iho MAOL ry:n hallituksen puheenjohtaja irma.iho@maol.fi

5 MAOL ry:n syyskoulutuspäivät Keravalla Koonnut: Leena Mannila Kuvat: Pasi Konttinen Matemaattisten Aineiden Opettajien Liitto MAOL ry:n valtakunnalliset syyskoulutuspäivät järjestettiin tänä vuonna Keravalla Keravan lukiossa Päiville osallistui lähes 600 matematiikan, fysiikan, kemian sekä tietotekniikan opettajaa eri puolilta Suomea. Ohjelmassa oli mm. paneelikeskustelua ilmastonmuutoksesta ja matematiikan opetuksen tilasta Suomessa, ylioppilaskokeiden laskinohjeen uudistuksen vaikutuksista ja tietoa säteilyn haittavaikutuksista. Vuoden opettajaksi valittiin Pasi Ketolainen Järvenpäästä. Irma Iho sai kultaisen ansiomerkin. Projektiryhmä.

6 Sirkustemppuja avajaisissa.

7 Luonnontieteiden opetustilat, työturvallisuus ja välineet Eeva Toppari, työsuojeluvaltuutettu, MAOL ry:n fysiikan ja kemian toimikunnan puheenjohtaja Mikä on ryhmäkoko fysiikan ja kemian kokeellisessa opetuksessa? Mikä on opettajan vastuu? Mitä välineitä kuuluu perusvälineistöön? Voivatko oppilaat olla ilman kenkiä laboratorioluokassa? Mitkä ovat kiellettyjä kemikaaleja koulussa? Miten toimitaan ongelmajätteiden kanssa? Edellä on esimerkkejä kysymyksistä, joihin jatkuvasti odotetaan hyviä ja yksikäsitteisiä vastauksia MAOL:sta. Totesimme hallituksessa taannoin, että puuttuvan tai moniselitteisen lainsäädännön takia emme pysty vastaamaan kaikkiin kysymyksiin niin hyvin kuin haluaisimme. Saadaksemme kuitenkin parempaa selkoa näihin työmme kannalta oleellisiin asioihin esitimme opetushallitukseen toiveen päivittää opetusneuvos Marja Montosen v toimittama Luonnontieteiden opetuksen tilat ja välineet -opas. Samalla toivoimme, että työturvallisuusosiota

8 laajennettaisiin. Päivitystoivetta oli viestitetty myös OAJ:n pedagogisen toimikunnan taholta. Oppaan sisällöstä Alkuperäisen oppaan hyvä rakenne ja suurelta osin myös sisältö haluttiin säilyttää päivitystä tehtäessä. Varsinaisesti uutta oppaassa on työturvallisuusosion lisäykset, teknologiakasvatuksen osiot, vinkit uuden teknologian hyödyntämiseen opetuksessa, peruskorjattujen tilojen mallit ja runsas liitteiden määrä. Lukuisista toiveista huolimatta oppaasta on ainakin toistaiseksi saatavilla vain verkkoversio, joka sinänsä mahdollisti liitteiden ison määrän. Se helpottaa myös päivitystä, johon selkeästi on tarve hyvinkin pian. Kemikaalilainsäädäntö uudistuu ja on osin siirtymävaiheessa. Uusi tuntijako ja etenkin sen tuoma opetussuunnitelmauudistus saattavat luoda tarvetta päivitykseen. Ruotsinkielinen versio on myös tulossa. Päivitetty opas löytyy nimellä Luonnontieteiden opetustilat, työturvallisuus ja välineet (2011) OPH:n sivulta. Työturvallisuus Uudistunut työturvallisuus- ja kemikaalilainsäädäntö loivat ensisijaisen tarpeen laajentaa turvallisuusosiota. Tarvetta lisäsi myös MAOL:n piirissä tehty havainto työnantajapuolen ja opettajien heikohkosta tietoisuudesta heitä velvoittavista työturvallisuusmääräyksistä. Perehdytys kuuluu kyllä työnantajalle, mutta tietämättömyys ei pelasta rehtoria ja opettajaa mahdollisilta rangaistusseuraamuksilta vahinkotilanteessa. Jo vuonna 2002 uudistunut työturvallisuuslaki (738/2002) säätää selkeästi myös oppilaat kokeellises- Syövyttävät aineet, vakavan silmävaurion vaaraa aiheuttavat aineet Paineenalaiset kaasut, nesteytetyt kaasut Akuutisti myrkylliset aineet, iho-, silmä- ja hengitystieärsytystä aiheuttavat aineet sa työskentelyssä sen piiriin. Lain mukaan rehtorilla ja opettajalla on vastuu useiden sellaisten yksityiskohtaisten velvoitteiden noudattamisesta, joita ei ole teoriaopetuksen suhteen. Kokeellisessa työskentelyssä oppilaitakin koskeva vaarojen tunnistaminen ja riskien arviointi tulee olla tehtynä ja ajantasainen. Vaatimus on kova ottaen huomioon, että tilanteet ja oppimisympäristöt oppilaineen ovat jatkuvassa muutoksessa. Arvioinnissa on kartoitettava tarkkaan työtilojen, -välineiden ja työskentelyn turvallisuus sekä perehdytys. Suojavälineet ja niiden sopivuus sekä perehdytys ja riittävä valvonta ovat erityisen tarkastelun kohteena vahinkotapauksissa. Ympäristölle vaaralliset aineet Helposti syttyvät aineet Elinvaurioita aiheuttavat karsinogeeniset, mutageeniset ja lisääntymismyrkylliset aineet, hengitystieherkistäjät On suositeltavaa tulostaa ja sijoittaa opas kemikaaliluettelon ja käyttöturvallisuustiedotteiden kanssa näkyvälle paikalle käyttöä varten. Nimittäin tuntematta ja omaksumatta työturvallisuusmääräyksiä opettajan työskentely ja oppilaidensa ohjaus ei voi olla systemaattisesti turvallista ja vaaroja ennalta ehkäisevää. Liitteissä olevat turvallisuuden tarkistuslistat toivottavasti helpottavat vaarojen tunnistamista, joka kannattaa tehdä lähikollegojen kanssa yhdessä. Rehtorin ja opettajan tarkistuslista on hyvä käydä läpi yhdessä esimiehen kanssa. Uusi kemikaalien luokitus- ja merkintäjärjestelmä Turvallisuusosion laatimiseen toi omat vaikeutensa meneillään oleva kansainvälinen kemikaalien luoki-

9 tus- ja merkintäjärjestelmäuudistus. Sen siirtymäkausi uuden luokituksen, uusien varoitusmerkkien ja uusittujen käyttöturvallisuustiedotteiden kera jatkuu vuoteen 2017 asti. Uudistuksesta kirjoitettu aineisto osoittautui jatkuvasti vajavaiseksi oppaan julkaisemista odoteltaessa. Uuteen luokitukseen liittyvää tietoa tuli ja tullee edelleen vähitellen. Siirtymäkaudenkaan jälkeen koulussa ei tarvitse merkitä kemikaaleja uudelleen, mutta vanhoilla merkeillä olevista kemikaaleista kannattaa yrittää päästä eroon sekaannusten välttämiseksi. Opetustilat Lähinnä kustannussyistä uusien tilojen piirustuksia ei ole kuin yhdet. Peruskorjatuista laboratorioluokista on esitetty kolme mallia, joista viimeinen on toteutettavissa todella nopealla aikataululla. Lisääntynyt tieto- ja viestintätekniikan välineistö (TVT) on tuonut oman haasteensa suunnitteluun. Tulisi kehittää sellaisia hyvin toimivia ratkaisuja, että opettajan ja oppilaiden sekä kokeellinen että TVT -työskentely sujuisi joustavasti. Suunnittelussa pitää huomioida turvallisuus, näkyvyys, käytettävyys ja ergonomia niin opettajan kuin oppilaiden kannalta. Lisäksi opettajan tulee pystyä valvomaan oppilaita käyttäessään TVT -välineitä. Ei siis esimerkiksi mitään selin tai nurkassa työskentelyä tietokoneella! Lukion tilat näyttävät jo kuvassakin ahtailta, mutta valitettavasti vallitsevien ryhmäkokojen puitteissa joudutaan tällaisiin monelta kannalta epäkelpoihin ratkaisuihin. Kerrotun mukaan kokeellisia kursseja ei pysty toteuttamaan muutoin ollenkaan. Kemikaalien säilytystiloista, opettajan valmistelu- ja työskentelytilasta on omat määräyksensä ja suosituksensa. Jätehuolto on otettava huomioon myös suunnittelussa. Ongelmajätteitä turvallisessa työskentelyssä tulee vähän, mutta niillekin on varattava oma tuulettuva ja lukittava tila varastossa. Työnantajan kannattaa järjestää niiden keräys keskitetysti esimerkiksi kerran lukuvuodessa. Antaako opas vastauksia kysymyksiin? Oppaaseen tutustunut tarkkaavainen lukija on varmaan huomannut, että eihän sieltä löydy täsmällistä vastausta ainakaan ryhmäkokoon eikä koulussa kiellettyihin kemikaaleihin. Syykin on yksinkertainen: ei ole olemassa säädöksiä, jotka antaisivat yksikäsitteiset vastaukset noihin asioihin. Oppaassa on toki paljon säädösviitteitä, ohjeistusta ja suosituksia, jotka on otettava huomioon päätettäessä esimerkiksi ryhmäkoosta tai käytettävistä kemikaaleista. Vastuunsa tunteva rehtori ja opettaja toimivat säädösten mukaan ja ottavat myös opetushallituksen suositukset vakavasti. Vastuusta huolimatta riskit tulee suhteuttaa oikein, ei liioitellen eikä vähätellen! Päivitysprosessista Luonnontieteiden opetustilat, työturvallisuus ja välineet -opas Onneksi en etukäteen tajunnut, mihin lupauduin osaltani MAOL:n ja itsellekin mieluisan tavoitteen saavuttamiseksi. Prosessi oli raskas ja tulos ei varmasti vastaa suuriin odotuksiin kaikilta osin. Edellä sanotusta huolimatta otan MAOL:n puolesta vastaan rakentavaa kritiikkiä ja korjauksia Haluan antaa julkisesti suurkiitokset kovimman työn tehneille Heli Anttalaiselle ja Jukka Tulivuorelle (OPH), heillä riitti kärsivällisyyttä loppuun asti! Kiitos myös MAOL:n ja BMOL:n työryhmille, Marja Montoselle, Lea Houtsoselle, Reino Tapaniselle (OPH), Marjatta Pitkäselle, Kai Kullaalle (OAJ) ja Timo Suurnäkille (TTK) sekä kaikille muille toteutumista edesauttaneille ja minua opastaneille. Uudistettu opas on saatavilla vain verkkojulkaisuna Julkaisut ja oppimateriaalit Verkkojulkaisut Perusopetus Asiantuntijana opasta päivittämässä oli MAOL:n työryhmä: Tuula Asunta Kyösti Blinnikka Jyrki Hänninen Irma Iho Anni Kukko Olga Sipilä Eeva Toppari Tuomas Yli-Kokko 10