Virtuaaliset oppimisympäristöt koulutuksen tukena

Transkriptio

1 1 Virtuaaliset oppimisympäristöt koulutuksen tukena Näkymättömien tekijöiden vaikutuksia osaamisen kehittämiseen Metviro seminaari -Virtuaaliympäristöt koneasentajakoulutuksessa Pekka Ranta TTY/Hypermedialaboratorio

2 2 Hypermedialaboratorio Monitieteinen tutkimus-, opetus- ja palveluyksikkö osana matematiikan laitosta Tutkimusalueet: Tiedon mallinnus ja visualisointi Simulaattoritutkimus ja kehitys Virtuaaliset oppimisympäristöt Matemaattinen mallinnus ja datan analyysi Verkkopalvelut Teknologiakehitys Osana EU:n huippuosaamisen verkostoa Smart Simulators tutkimusryhmä yhteistyössä TTY/IHA ja Matematiikka

3 3 Simulaattorit ja virtuaaliset oppimisympäristöt esimerkkejä Metsäkoneasentajan älykäs ja virtuaalinen oppimisympäristö hanke. Yhteistyö TTY/IHA ja PKKY Metsäkonesimulaatio-opetuksen tuotteistaminen projekti. Yhteistyö PKKY, konevalmistajat, Metla, Joy Bussisimulaattori -kehitysprojekti Yhteistyö STC Simulator Training Oy ja TTY/IHA Poralaitesimulaattorikoulutuksen kehitys, prosessidatan analyysi ja matemaattinen mallinnus. Yhteistyö Sandvik Mining Construction Oy ja Creanex Oy

4 4 Virtuaalinen oppimisympäristö (opiskeluympäristö) Virtuaalinen tarkoittaa tarkoituksenmukaisia tietokoneavusteisia työvälineitä, virtuaalitodellisuusmenetelmiä sekä mahdollisesti tietoverkkoja hyödyntäviä opiskelua tukevia teknisiä ratkaisuja. Oppimisympäristö (opiskeluympäristö) on oppimistarkoitukseen erityisesti suunniteltu ja toteutettu kokonaisuus, joka edellyttää sekä materiaalisia että ei-materiaalisia ratkaisuja. Ympäristöosa viittaa siihen, ettei pelkästään opettaja opeta, vaan monet muut järjestelyt tuottavat tuloksia." (Uusikylä & Atjonen 2000, 133.) Konteksti vaikuttaa virtuaalisen oppimisympäristön ominaisuuksiin. Kuvat: Metviro projekti ja Ajokonesimulaattori PKKY

5 5 Koulutussimulaattorin tekninen rakenne Lähde: van Emmerik (2004) Beyond the simulator. Instruction for high-performance tasks Kuvat: Hakkuukonesimulaattori Komatsu Forest Oy Ab; Merenkulun siltasimulaattori Aboa Mare

6 6 Opetussuunnitelma Opetussuunnitelma määrittää tavoitteet, sisällön ja usein myös osaamisen tason. Koulutussuunnittelija ja opettaja tulkitsevat opetussuunnitelmaa, jolloin luodaan merkittävä opetus-, opiskelu- ja oppimisprosesseja ohjaava resurssikehys. Yhteisön ja opettajan piiloopetussuunnitelma saattaa nousta koulutusta ohjaavaksi tekijäksi ja tämä heijastuu koko koulutusprosessiin. Simuloidut harjoitusskenaariot, ohjauspäätökset, opetusmenetelmät, arviointi sekä tukiratkaisut pitäisi tukea opetussuunnitelmaa. Kuva: Hakkuukoneenkuljettajan opetussuunnitelmaesimerkki, Metsimu -projekti

7 7 Opi näkemään liikkuvan koneen sisään Kuva: Metsäkoneasentajan älykäs ja virtuaalinen oppimisympäristö Mielikuvien ymmärtävä rakentaminen sekä käsitteellisellä että toiminnallisella tasolla.

8 8 Virtuaaliset oppimisympäristö ovat välineitä Koulutus-, opetus-, opiskelu- ja oppimisprosessit ohjaavat tarkoituksenmukaista teknisten välineiden hyödyntämistä. (Vrt. Salakari 2007) Tuote, väline suunnitellaan tiettyyn tarkoitukseen eli koulutussimulaattorin tarkoitus on tukea koulutusprosesseja. Tukiratkaisujen merkitys Oppimateriaalit Kouluttajan välineet Arviointimenetelmät ja välineet Teoriaopetuksen ja aidon järjestelmän hyödyntäminen Palveluprosessien tuki Olkiluodon ydinvoimalaitossimulaattori

9 9 Aitouden ja vastaavuuden vaikutus oppimiseen Yleisesti on uskottu (Miller 1956), että simulaattorin siirtovaikutus kasvaa tarkkuuden lisääntyessä, mutta tutkimustulosten mukaan tarkkuuden kasvattaminen ei suoraan kasvata oppimista (Reed & Green 1999). Opetussimulaatiossa yhdistyy realismi, vuorovaikutus, siirtovaikutus ja osallistuminen, jolloin päätöksillä ja toiminnalla on selittävyyttä aidossa toimintaympäristössä. Vastaavuusnäkökulmat - fyysinen - psykologinen - kulttuurinen Kuvat: Metviro ja PKKY, Valtimo

10 10 Ajattelu, suunnittelu- ja päätöksentekotaidot Silmä oppii ja kantapään kautta selkäytimeen usein kerrottu oppimismalli. Havaitsemis-, ajattelu-, suunnittelu- ja päätöksentekotaidot vaikuttavat toimintaan. Hakkuukoneenkuljettajilla jopa 50 % tuottavuuseroja. Kokeneella toimijalla on kokemuksen myötä muodostunut automatisoitunutta hiljaista tietoa, jota on vaikea ulkoistaa sanoin. Kokenut asentajaopettaja kuva PKKY Valtimo Virtuaaliympäristöistä kerätty prosessidata tarjoaa paljon mahdollisuuksia osaamisprofilointiin sekä toiminnan näkyväksi tekemiseen. Kokeeneen kuljettajan hiljainen tieto TTY/Hypermedialaboratorio

11 11 Psykomotoriset taidot ja automatisoituminen Laitteen hallintataidot, automatisoitunut toiminta, yhtäaikaiset työnsuuntaiset liikkeet kuuluvat ammattilaisen toimintaan; mestarilla yli 6 v. kokemus. Opiskelija opiskelee ensin turvalliset perusliikkeet ja toimintamallit -automatisoituminen muodostuu kokemuksen myötä. Poralaitesimulaattori Hakkuukonesimulaattori opiskelija kouluttaja ammattikuljettaja

12 12 Vianetsintätaidot

13 13 Kouluttajan, opettajan osaaminen Toimialan asiasisältöjen osaaminen Opetussuunnitelman tulkinta Toimialan didaktiset käytännöt Opettajan pedagoginen ajattelu Vuorovaikutustaidot TVT -hyödyntäminen Yhteistyö kollegojen kanssa Kuva: SMC Construction Site: Poralaitesimulaattorikoulutus PKKY Outokumpu

14 14 Yhteenveto Teknologian käyttöönotto on osa laajempaa koulutuksen kehittämistä. Konteksti vaikuttaa tarkoituksenmukaisten ratkaisujen suunnitteluun ja kehitykseen. Näkymättömät prosessit ovat merkittävässä asemassa suunniteltaessa virtuaalisten oppimisympäristöjen koulutuskäyttöä. Virtuaaliset oppimisympäristöt tuovat merkittäviä lisäarvoja osaamisen kehittämiseen suunniteltuina, resursoituna sekä opetussuunnitelma- ja prosessiyhteydessä Kehitystyö vaatii pitkäjänteistä yhteistyötä alan asiantuntijoiden, kouluttajien ja tutkijoiden kanssa. Kuva: Metviro esillä Metko -messuilla

15 15 Lämmin kiitos Metviro yhteistyöstä matka jatkuu Pohjois-Karjalan ammattiopisto Valtimo Opetushallitus Tampereen teknillinen yliopisto Hydrauliikan ja automatiikan laitos Hypermedialaboratorio Metsäkonekoulut, Metsaopetus.fi eltrio-verkosto AEL Tampellan Teollisuusoppilaitos Oy Tampereen ammattikorkeakoulu Opetusministeriö Ponsse Oyj Komatsu Forest Oy, Valmet-metsäkoneet John Deere Forestry Oy Witraktor CAT Parker Hannifin Ylä-Savon ammattiopisto

16 16 Kiitos mielenkiinnosta ja yhteystiedot erikoistutkija/km Pekka Ranta TTY/Hypermedialaboratorio Tietotalo TD 305 PL Tampere matkap sähköp.