Maarakennusalan työproseseihin liittyvän koulutuksen kehittäminen modernin opetusteknologian tuella

Transkriptio

1 1 INFRA 2010-ohjelma: Osaamisklubi Maarakennusalan työproseseihin liittyvän koulutuksen kehittäminen modernin opetusteknologian tuella Pekka Ranta TTY/ Pentti Parviainen Työtehoseura

2 Esityksen rakenne 2 1. Esimerkkejä tieto- ja viestintäteknologian mahdollisuuksista 2. Louhintasimulaatio-opetuksen kehittäminen -projekti 3. Hankeidea Infra 2010 ohjelmaan. Maarakennusalan työproseseihin liittyvän koulutuskonseptin kehittäminen modernin opetusteknologian tuella. Tapaus: Louhintasimulaatio-opetuksen kehittämishanke 4. Maarakennusalan koulutuksen ongelmia, haasteita ja ratkaisumalleja 5. Hanketavoitteita ja -kuvaus 6. Pohdittavaa

3 TTY:n Hypermedialaboratorion Tutkimus- ja kehityskohteita 3 - Oppimisympäristöjen tutkimus ja kehitys - Tieto- ja viestintätekniikka-avusteisen opetuksen laatu ja arviointi - Tieto- ja viestintätekniikan hyödyntäminen opetuksessa - Simulaattoripohjainen opetus ja opiskelu - Digitaalinen sisällöntuotanto ja oppimateriaalipankit - Videoteknologian tutkimus ja kehitys - Opetusteknologian standardien hyödyntäminen - W3C:n Suomen toimisto

4 4 Esimerkkejä tieto- ja viestintäteknologian hyödyntämisestä koulutuksessa

5 Näkökulmia opetusteknologian mahdollisuuksiin 5 TOIMIJAYHTEISÖ KOULUTUS LISÄARVO, VAIKUTTAVUUS OPETUS OPISKELU OPPIMINEN LÄPÄISEVÄ KEHITYS, TUTKIMUS TEKNOLOGIA Ranta 2003

6 Metsäkonesimulaatio-opetuksen tuotteistaminen projekti 6 Opiskeluympäristö Siirtovaikutus Hiljainen tieto Koulutustuote

7 Simulaattoripohjainen opetus 7 Kuva: Metsäkonesimulaatio-opetuksen tuotteistaminen projekti ja Sydväst Maritime, Turku

8 Prosessidatan hyödyntäminen: Toimijaprofiilit ja hiljainen tieto 8 TTY Laamanen, Ranta, Pohjolainen

9 Todelliset prosessit ja käsitteellinen ja toiminnallinen malli ongelmanratkaisun tukena 9 Kuva : Vesihydraulisen järjestelmän virtuaalimalli ja kaaviokuva. TTY/Hydrauliikan ja automatiikan laitos. Kuva Riku Erkkilä IHA 2005

10 10 Virtuaaliprototyypit ja simulointi Opetus Tutkimus Tuotekehitys Esitysmahdollisuudet Laitteen purku/ kokoaminen Törmäystarkastelut Leikkauspinnat Animaatiot Simuloinnin ja simulointitulosten visualisointi

11 Toiminnan arviointi, kirjastot ja tehtäväkuvaukset 11 Simuba ja Victor -oppimisympäristöt

12 12 Louhintasimulaatio-opetuksen kehittämishanke

13 Porarin ajattelun, osaamisen ja osallistumisen kehitys simulaattorin tuella 13 - Sandvik Tamrock Oy, Creanex Oy ja TTY/Hypermedialaboratorio - Yhteys kokonaisvaltaiseen koulutuksen kehitykseen ja opetussuunnitelmaan - Opi näkemään kiven sisään - Maailman ensimmäinen virtuaalilouhintasimulaattori - Kesällä 2006 ensimmäinen versio Kuva: Sandvik Tamrock Oy ja Dokumentori Oy

14 Louhintasimulaatiokoulutuksen kehittämishanke 14 - Kokonaisvaltainen koulutuskonsepti - Opetussuunnitelma, oppimateriaalit, opiskelumenetelmät ja tukijärjestelmät simulaattoripohjaisen opetuksen tueksi - Tutkitaan tuotteistusta kansainväliseen toimintaympäristöön. - Tutkitaan kokeneiden poraajien hiljaista tietoa - Oppilaitosyhteistyö Työtehoseura ja PKKY/Outokumpu - Voisiko hanke toimia Infra ohjelman osaamisen kehittämisen pilottina? Kuva: Sandvik Tamrock Oy

15 15 Hankeidea: Maarakennusalan työproseseihin liittyvän koulutuskonseptin kehittäminen modernin opetusteknologian tuella Tapaus: Louhintasimulaatio-opetuksen kehittäminen

16 Hankevalmistelua 16 - Metsäkonesimulaatio-opetuksen tuotteistaminen projekti ja louhintasimulaatio-opetuksen kehittämisprojekti idean herättäjänä - Parviainen ja Ranta ovat muokanneet ja jalostaneet ideaa - Parviainen on esitellyt hankeideaa Infra Osaamisen kehittämisen työryhmän puheenjohtajalle ja jäsenille - Parviainen on kartoittanut eri oppilaitosten kiinnostusta ja tarpeita hankkeeseen - Ranta on keskustellut louhintasimulaatio-opetuksen kehittämishankkeen tarttumapinnoista Sandvik Tamrock Oy:n edustajien, Creanex Oy:n, TTY:n Hypermedialaboratorion ja Pohjois-Karjalan aikuisopisto Outokummun kanssa. - Palaute on ollut myönteistä.

17 Maarakennusalan koulutuksen taustaa 17 - Maarakennusalan opetusta toteuttavia toisen asteen oppilaitoksia on Suomessa yhteensä noin 20 kpl, joissa järjestetään nuoriso- ja aikuiskoulutusta. - Koulutusta toteuttavat aikuiskoulutuskeskukset, ammattioppilaitokset sekä valtakunnalliset erikoisammattioppilaitokset. - Muutamat oppilaitokset ovat erikoistutuneet tutkintojen tiettyihin osa-alueisiin, kuten louhinta- ja asfalttiala jne. - Suurin toisen asteen koulutusvolyymi on kuitenkin alan perustutkintoihin tähtäävässä koulutuksessa. - Maarakennusalan koulutusta järjestäviä ammattikorkeakouluja Suomessa on 6 kpl.

18 Maarakennusalan koulutuksen haasteita 18 - Yksittäisessä maarakennusalan oppilaitoksessa ammatillisten aineiden kouluttajien määrä on rajallinen, josta seuraa että kaikkiin osa-alueisiin (etenkin ammattitutkinnot) ei löydy riittävää osaamista ja ammattitutkinnon koulutustarjonta ei ole kattavaa. - Kaikkiin ammattitutkinnon osa-alueisiin ei ole saatu syntymään koko maan kattaava tutkintoon valmistavaa koulutusta. - Tiettyihin opetussuunnitelmien sisältökohtiin ei ole olemassa valmista opetusmateriaalia ja tieto on hajallaan. - Suurin puute on liikkuvien työkoneiden työprosesseihin liittyvästä opetusmateriaalista. - Modernit teknologiat esim. sähköisten hallinta- ja ohjausjärjestelmien hyödyntäminen edellyttää uusia osaamisalueita.

19 Tarpeita - Oppilaitosverkoston, alan yritysten ja laitevalmistajien ja maahantuojien yhteistyön tiivistäminen on havaittu tärkeäksi Yhteinen tietopankki sekä tiedon jakelun parantaminen - Työkoneilla tehtävien työprosessien liittyvään tietoon ja osaamiseen on suuri tarve työmailla, työsuunnittelussa ja johdossa ja tietysti alan oppilaitoksissa. - Myös uusien työkoneiden myyntitapahtumien sekä käyttöönottoopastusten yhteydessä tämän tyyppisellä tiedolla on kysyntää. - Tarvitaan tiedon tuottajia, olemassa olevan tiedon kokoajia, tietopankki, johon tieto keskitetysti kootaan, hyvät koko maata ja kaikkia osapuolia kattavat jakelukanavat sekä toimija, jolla on riittävä osaaminen tämän toiminnan toteuttamiseen.

20 Hanketavoite 1: Opetussuunnitelmakehitys 20 - Ongelma: Opetussuunnitelmien sisällöt ovat laajasti määriteltyjä ja opetussuunnitelma koostuu useista alan keskeisistä osa-alueista. Opetuksen suunnittelun tukivaikutus on varsin vähäinen koulutustoteutuksissa. - Ratkaisuehdotus: Opetussuunnitelmien tarkempi sisällöllinen kehitystyö ja toteutustapojen määrittely maarakennusalan oppilaitosten ja yritysten kesken. - Tavoite: Ajantasainen modulaarinen opetussuunnitelmien kehitystyö ja eri toimijoiden työtä tukevan opintojaksojen toteutussuunnitelma.

21 Hanketavoite 2: Pedagoginen malli 21 - Ongelma: Opetusta toteuttavat tahot tuntevat moderneja pedagogisia menetelmiä ja lähestymistapoja, mutta niitä käytetään niukasti => opetus on yksipuolista ja painopiste on sisällön siirtämisessä, jolloin opiskelu- ja oppimisprosessia ei riittävästi tueta. - Ratkaisuehdotus: Kartoitetaan, prototypoidaan ja kokeillaan modernien pedagogisten menetelmien mahdollisuuksia kehittää maarakennusalan koulutusta erityisesti opetussuunnitelmissa määriteltyjen konetyöprosessien osalta. - Tavoite: Kehittää maarakennusalan osaamisen kehittämistä tukevia pedagogisia ratkaisumalleja (harjoitustehtävät, opetusmenetelmät, havainnollistukset), joiden avulla voidaan kehittää opetuksen, opiskelun ja oppimisen laatua ja tehokkuutta.

22 Hanketavoite 3: Opetusteknologinen kehitys 22 - Ongelma: Tieto- ja viestintäteknologian mahdollisuuksia ja rajoitteita tunnetaan, mutta niitä ei käytetä tai osata hyödyntää riittävästi => teknologialta odotetaan liikaa tai niitä käytetään puutteellisesti ja tuotettua tietoa on vaikea löytää suuresta määrästä. - Ratkaisuehdotus: Kartoitetaan, kehitetään, prototypoidaan ja kokeillaan tarpeiden mukaisia koulutukseen sovellettavia tieto- ja viestintäteknologisovelluksia (esim. simulaatiot, Internet -pohjaiset ympäristöt, oppimateriaalipankit) - Tavoite: Kehittää hallittu sisällöntuotannon menetelmä, opiskeluympäristö, työprosessien simulointeja ja oppimateriaalipankki maarakennusalan toimijoiden yhteiseen käyttöön, joihin eri toimijat tuottavat yhteisen kehyksen tuella oppimateriaalia, tehtäväkuvauksia, arviointiratkaisuja ja opettajan tukiratkaisuja.

23 Hanketavoite 4: Työprosessien käsitteet ja jäsennys - Ongelma: Työprosessin vaiheita, käsitteitä ja toimintamalleja ei ole tutkittu viime aikoina riittävästi, jolloin uuden teknologian käyttöönoton, vastuualueitten ja osaamisvaatimusten muutosten vaikutuksia ei tunneta => osaamisvaatimuksia ei tunneta riittävästi, jolloin oppimateriaalit, opiskeluympäristöt ja arviointiratkaisut eivät kohtaa tarpeita. - Ratkaisuehdotus: Kartoitetaan, jäsennetään ja kuvataan yhtenäisesti asiantuntijoiden kesken toimialan keskeiset työprosessit, toimintamallit ja käsitteet digitaaliseksi materiaaliksi, josta voidaan tuottaa erilaisiin tarpeisiin tarkoituksenmukaisia rajattuja näkymiä. - Tavoite: Tuottaa yhteisesti määritellyt toimialakohtaiset työprosessien toimintamallit ja käsitteet digitaalisessa muodossa prosessin hallinnan sekä eri toimijoiden yhtenäisen kommunikoinnin tueksi. 23

24 Hanketavoite 5: Kokeneen toimijan hiljainen tieto 24 - Ongelma: Maarakennusalan toimijat ovat pääsääntöisesti isoja ikäluokkia ja heidän osaamistaan (hiljainen tieto) ei ole suunnitelmallisesti tutkittu => ikäluokka siirtyy eläkkeelle, uusia toimijoita ei ole riittävästi ja menetetään vuosikymmenten kokemus - Ratkaisuehdotus: Kartoitetaan, jäsennetään ja kuvataan yhtenäisesti kokeneiden toimijoiden hiljaista tietoa kohdan 4 jäsennyksen pohjalta. - Tavoite: Tuottaa kokeneiden toimijoiden hiljaista tietoa sisältäviä toimintamallikuvauksia tallennettuna monipuolisesti jäsennettynä oppimateriaalipankkiin.

25 Hanketavoite 6: Kansainvälinen mukautuva oppimateriaali 25 - Ongelma: Eri kulttuureista tuleville (kieli) ja erilaisista osaamistaustoista tuleville opiskelijoille on vähän oppimateriaalia, opetusta ja tukea => osaamisen kehittyminen etenee kokemuksen kautta varsin hitaasti ja sirpaleisesti, jolloin opetus ei kohtaa osaamisen kehittämisen prosesseja ja tarpeita - Ratkaisuehdotus: Tuotetaan oppimateriaalista mukautuvan hypermedian ja hallitun sisällöntuotannon menetelmien avulla mukautuvia näkymiä oppimateriaalista kieliversioiden, osaamistaustojen ja kulttuurien mukaisesti. - Tavoite: Tuottaa kahdella eri vieraalla kielellä oppimateriaalia (kohta 3), joita voidaan soveltaa kansainvälisten kolmen eri tasoisen opiskelijaprofiilin mukaiseen käyttöön.

26 Hankekuvausehdotus Hankkeen nimi: Maarakennusalan työproseseihin liittyvän koulutuskonseptin kehittäminen modernin opetusteknologian tuella Tapaus: Louhintasimulaatio-opetuksen kehittäminen 2. Miksi tämä hanke tarvitaan? Maarakennusalan koulutuksen haasteet koskettavat laajasti oppilaitosten, konevalmistajien ja urakoitsijoiden tarpeita 3. Hankeen tavoitteet: Opetussuunnitelmakehitys Pedagogisen mallin kehitys Opetusteknologinen kehitys (simulaatiot, oppimateriaalipankki, opiskeluympäristö) Työprosessien käsitteet ja jäsennys Kokeneen toimijan hiljainen tieto Kansainvälinen mukautuva oppimateriaali

27 Hankekuvausehdotus Hankeen asiakkaat ja hyödynsaajat? Maarakennusalan oppilaitosten opettajat ja opiskelijat, laitevalmistajat, koneyrittäjät ja sidosryhmät 5. Miten asiakkaat ovat suunnittelemassa ja miten he osallistuvat hankkeeseen? Yhteisen tarvekartoituksen perusteella hankkeeseen osallistuvat organisaatiot tuovat oman kehityspanoksensa, jota vastaan on mahdollista saada laajempi kokonaisuus käyttöön 6. Mikä on hankeen uutuusarvo? Hankkeessa hyödynnetään moderneja opetusteknologioita, uusia mallinnus- ja simulointimenetelmiä sekä nykytoimintaympäristöjen osaamisen kehittämisen toimintamalleja. Vastaavaa kokonaisuutta ei ole tiedossa.

28 Hankekuvausehdotus Hankkeen partnerit ja yhteyshenkilöt? Maarakennusalan oppilaitokset, yritysosapuolet ja yhteisöt 8. Miten hanke käytännössä toteutetaan, työnjako ja aikataulu? Kolmivuotinen hanke. Hankkeessa tarvitaan tutkimusta, teknologista kehitystä, koulutuksen soveltamista, määrittelyä ja digitaalisen sisällön tuotantoa. Tarkempi hankesuunnittelu käynnistyy, kun hankeidea on rajautunut ja jalostunut todellisten tarpeiden perusteella. 9. Miten hankkeesta tiedotetaan sen kuluessa ja sen päätyttyä? Tiedotussuunnitelma määrittyy hankesuunnittelun tarkentuessa. Julkinen hanke.

29 Pohdittavaa 29 Miltä hankeidea vaikuttaa maarakennusalan koulutuksen tarpeisiin ja haasteisiin peilattuna? Miten Infra 2010 ohjelman osaamisen kehittämisen alueen tavoitteet liittyvät hankeideaan? Miten hankeideaa voi jalostaa? Mitkä ovat hankeidean tavoitteiden priorisointitarpeet? Voidaanko hankeidealle hakea rahoitusta Infra ohjelmasta?

30 30 Kiitos mielenkiinnosta! Pekka Ranta TTY/ PL Tampere p matkap sähköp.