5/2014 Matemaattis-luonnontieteellinen aikakauslehti 78. vuosikerta Irtonumero 15

Transkriptio

1 5/2014 Matemaattis-luonnontieteellinen aikakauslehti 78. vuosikerta Irtonumero 15

2 Matemaattisluonnontieteellinen aikakauslehti 78. vuosikerta Julkaisija Matemaattisten Aineiden Opettajien Liitto MAOL ry Asemamiehenkatu 4, 6.krs, Hki MAOL Facebookissa! Vihje: Googlaa Facebook MAOL Sivuilta löytyvät mm. liiton viikkokirjeet sekä muuta ajankohtaista asiaa matemaattisten aineiden opetuksesta. Asemamiehenkatu 4, 6.krs, Helsinki p fax (09) Päätoimittaja Pasi Konttinen, puh Vastaava päätoimittaja Leena Mannila, puh Toimitussihteeri, puh. Paino Forssa Print ISSN , ISO 9002 Tilaukset ja osoitteenmuutokset MAOL:n toimisto puh Tilaushinta Vuosikerta 70, irtonumero 15, ilmestyy 6 numeroa vuodessa Toimituskunta Pasi Konttinen (pj.), Tomi Alakoski, Marja Happonen, Kai-Verneri Kaksonen, Pasi Ketolainen, Jari Koivisto, Hannu Korhonen, Lauri Kurvonen, Jarkko Lampiselkä, Leena Mannila, Juha Oikkonen, Maija Rukajärvi-Saarela, Piia Simpanen, Marika Suutarinen, Lauri Vihma, Anastasia Vlasova, Sari Yrjänäinen, Jarkko Narvanne (siht.) Neuvottelukunta prof. Maija Ahtee prof. Maija Aksela lehtori Irma Iho joht. Riitta Juvonen prof. Kaarle Kurki-Suonio prof. Aatos Lahtinen prof. Ilpo Laine prof. Jari Lavonen prof. Tapio Markkanen prof. Olli Martio rehtori Jukka O. Mattila prof. Jorma Merikoski op.neuvos Marja Montonen prof. Erkki Pehkonen prof. Pekka Pyykkö prof. Lassi Päivärinta prof. Heimo Saarikko prof. Esko Valtaoja MAOL ry *etunimi.sukunimi@maol.fi HALLITUS Puheenjohtaja Leena Mannila * I varapuheenjohtaja, talous Jouni Björkman * II varapuheenjohtaja, koulutus Anne Rantanen * III varapuheenjohtaja, tiedotus, Dimensio Pasi Konttinen * Kerhotoiminta Mika Antola * Oppilastoiminta Tero Anttila * Fysiikka, kemia Kauko Kauhanen * Ruotsinkieliset palvelut Tove Leuschel * OPS-työ, sähköinen tiedottaminen Marita Kukkola * Matematiikka/tietotekniikka Kati Parmanen * Fysiikka, kemia Katri Halkka * Edunvalvonta Eeva Toppari * TOIMISTO maol-toimisto@maol.fi Toiminnanjohtaja Juha Sola * Koulutus- ja tiedotusassistentti Päivi Hyttinen * Toimistoassistentti Terhi Karunka * DIMENSION TOIMITUS Toimitussihteeri dimensio@maol.fi MFKA-Kustannus Oy HALLITUS Puheenjohtaja Eeva Toppari * Varapuheenjohtaja Mika Antola * Korkeakouluyhteistyö Jouni Björkman * Välineet ja uudet tuotteet Irene Hietala * Alakoulun materiaali Pirjo Turunen, pirjo.turunen@edu.hel.fi Jäsen Sari Yrjänäinen, sari.yrjanainen@gmail.com TOIMISTO mfka@maol.fi Toimitusjohtaja Juha Sola * Tuotepäällikkö Lauri Stark * Myyntiassistentti Katja Kuivaniemi * Asemamiehenkatu 4, 6.krs, Helsinki p fax (09) Tilaukset:

3 Sisältö 5 Pääkirjoitus Pasi Konttinen 6 Seinäjoen syyskoulutuspäivien ja MAOL Etelä-Pohjanmaan 80-vuotisen toiminnan juhlaa 8 Yläkoulun ja yritysten välinen yhteistyö toimii Hannu Naumanen ja Tuija Lukin 11 Näkymätön näkyväksi Lisäketodellisuus oppimisen apuvälineenä Timo Suvanto 16 Koulumatematiikan oleellisia kohtia terveys- ja hoitoalan näkökulmasta Jani Hannula 19 Muuramen yläkoululaisten video voitti Euroopan laajuisen nanoteknologiakilpailun Jukka Rahkonen ja Marjaana Myllylä 21 Matematiikkaolympialaiset Afrikassa Matti Lehtinen 32 Tuulen havannointi Doppler Lidar -verkostolla Anne Hirsikko ja Ville Vakkari 36 Vuorovaikutuskaavion käyttö voimakäsitteen opetuksessa Asko Mäkynen 41 Newtonin toinen laki ja probleeman ratkaisu Oiva Utriainen 50 LUMA toimijan mietteitä Marjo Nuuttila 54 LUMA-aineiden opettajia ja opetuksen tutkijoita koolla Oulussa Riikka Palkki 56 Piin desimaalien visualisointia Hannu Korhonen 59 Dimension demonurkka: Yksinkertainen pietsotykki Kalle Vähä Heikkilä 64 Kirjallisuutta: Matemaatikon elämä 24 Kansainväliset fysiikkaolympialaiset Kazakstanissa Fysiikan olympiavalmennusryhmä 28 Laskennallisen tieteen sisältöjä opetukseen Sanna Mönkölä 65 Vuoden opettaja Eero Ijäs 67 Pulmasivu 5/2014 MateMaattis-luonnontieteellinen aikakauslehti 78. vuosikerta Irtonumero 15 Kansikuva: Digioppiminen Valokuva: istock

4 Pääkirjoitus Sähköistyminen etenee Yhteiskunta kehittyy. Varsinkinkin lukioissa ja ammattikouluissa liikutaan kohti sähköisiä oppimateriaaleja. Oppikirjat ovat osin jo siirtyneet myös sähköiseen muotoon, ja opetusalustat ovat verkossa. Ilmeisesti suosituin digi-kirja opiskelijoiden ja opettajien keskuudessa on digi-maol, lukion käytetyimmän kirjan sähköinen versio. Sähköistymisessä on hyviä puolia. Se voi olla parhaimmillaan näppärää, nopeaa ja työskentelyä helpottavaa. Pahimmillaan se voi olla vaivalloista, monimutkaista, takkuista ja monessakin mielessä päänsärkyä aiheuttavaa. Ylioppilastutkintolautakunta (YTL) on vienyt ylioppilaskokeiden sähköistämistä vauhdilla eteenpäin. Sähköistäminen muuttaa sekä kokeen luonnetta että tehtävämuotoja. Ylioppilastutkinnon sähköistyminen on herättänyt paljon keskustelua. Järjestelmän toimivuus kouluilla ja tietoturva ovat huolenaiheita. Sähköistyminen vaatii kokonaan uudenlaista opetussisällön ja tekniikan yhdistämistä. Tietokoneen käyttö opetuksessa vaatii yhteistyötä ja osaamisen jakamista opettajien kesken aiemman yksintekemisen sijaan. Koetiloina ylioppilaskirjoituksissa perinteisesti ovat olleet liikunta- ja juhlasalit, jonne ei rakentamisvaiheessa ole juuri pistorasioita sijoiteltu verkkoyhteyksistä puhumattakaan. Tilojen sähköistäminen ja verkottaminen tuo koulutuksen järjestäjälle omat haasteensa. Useimmat luokkatilatkin ovat sähköisille kurssikokeille sekä työskentelylle ongelmallisia: Kytkettäessä luokallinen kannettavia jatkojohdoilla opetustilan nykyiseen sähköverkkoon, huomataan sulakkeiden paukkuvan. Nyt viimeistään on kouluissa aloitettava sähkösuunnitelmien tekeminen ja toteuttaminen. Koko elämänsä tietokoneiden parissa eläneet 16- vuotiaat suhtautuivat varauksella siihen, että opiskelu tapahtuisi ruudulta lukemalla ja koneen muistiin kirjoittaen. Nuoret usein kokevat laitteiden olevan vain huvi- ei hyötykäyttöön tarkoitettuja. Työelämän vaatimia taitoja täytyy oppia jo koulussa. Uusista laitteista huolimatta, oppiminen ja ymmärtäminen tapahtuvat edelleen enimmäkseen opettajan ja opiskelijan keskinäisessä vuorovaikutuksessa. Perinteisen lukio-instituution näkökulmasta ylioppilastutkinnon sähköistyminen on suuri kulttuurillinen muutos. Lukiokoulutuksen pitää tuottaa lukiolaisille nykypäivän mukaiset opiskelutaidot. Nyt on rohkeasti otettava oppituntien apuvälineiksi opiskelijoiden kädenjatkeet eli heidän puhelimensa, laskinsovellusten käyttöä täytyy kokeilla tietokoneilla ja on mietittävä miten siirrän matemaattisen esityksen eri laitteista tehtävänannon ratkaisuksi ensin kotitehtävissä ja sitten kokeessa. Ongelmia voi tuoda myös raha. Eivät sähköiset laitteet luokkaan itsestään ilmesty. Kouluilla ei luulisi jatkossa olevan varaa ostaa opiskelijoille omia laitteita, joten niiden pakkohankinta uhkaa tasa-arvoista oppimista. Suomessa koulutuksen on oltava mahdollisimman tasapuolista sosioekonomisista taustoista riippumatta. Onneksi kannettavien tietokoneiden hinnat eivät ole korkeat ja laitteiden kierrättämisellä voidaan pienentää kustannuksia. Opettajien täydennyskoulutus riippuu myös pitkälti kuntatalouden tilanteesta. Useimmat kunnat taitavat valitettavasti nyt leikata opetuksen määrärahoja, kun pitäisi miettiä tulevaisuutta. Sähköistyminen ei ole vielä ongelma yo-kirjoitusten kannalta, mutta kouluissa on osattava opettaa sähköistymisen edellyttämien vaatimusten mukaan jo ennen syksyä Pasi Konttinen päätoimittaja

5 Dimension demonurkka Ope, räjäytetään jotain! Tee se itse: Yksinkertainen pietsotykki Kalle Vähä Heikkilä, fysiikan lehtori, Lauttakylän lukio, Huittinen Maailmanmaineeseen noussut Myyntinmurtajatohjelma on mukavasti lisännyt oppilaiden kiinnostusta fysiikan ja kemian opiskeluun. Myytinmurtajista johtuen oppilaat haluavat monesti, että fysiikan tunnilla räjäytettäisiin jotain. Olen yrittänyt tarkentaa oppilaille, että räjäyttäminen on enemmän kemiaa kuin fysiikkaa, vaikkakin räjäytyksessä syntyvä paineaalto ja sen vaikutukset liittyvät fysiikkaan. Pietsotykki on sekä fysiikan että kemian tunneille soveltuva demonstraatio, jolla saadaan kemiallisen prosessin vaikutukset liitettyä fysiikkaan. Grillikauden ollessa parhaimmillaan ajattelin rakentaa oman pietsotykin fysiikan tunnille. Pietsosähköinen ilmiö koulufysiikassa Pietsosähköinen ilmiö ei ole kovinkaan tuttu ilmiö lukion saati sitten peruskoulun fysiikassa. Miten siis linkittää valmistettava demonstraatioväline fysiikan opetukseen? Lukion fysiikan aalto opin kurssilla voidaan pietsosähköinen ilmiö ottaa esille ultraäänen synnyttämisen yhteydessä ja linkittää näin pietsosähköinen ilmiö esimerkiksi FY1 kurssilla käytettyyn ultraäänianturiin. Käsittelen FY3 kurssilla äänen huojuntaa kitaran avulla. Itselläni on mikitetty akustinen kitara, jossa ääni saadaan vahvistettua pietsomikrofonin avulla. Monet fysiikan opiskelijat harrastavat soittamista ja ovat harrastuksessaan käyttäneet pietsomikrofonia. Näin ollen saadaan oppilaan harrastus ja fysiikan opiskelu kohtaamaan toisensa. Itse pietsotykkidemonstraation jälkeen voidaan kerrata hieman FY2 kurssia. Nyt ilmiö saadaan ensin liitettyä kemiaan ja siitä fysiikkaan. Etanolia höyrystetään huoneenlämmössä suljetussa filmipurkissa pietso tykissä. Pietsosähköisen ilmiön synnyttämä purkauskipinä sytyttää ilman ja etanolin seoksen palamaan, jolloin filmipurkin sisällä olevaa tilannetta voidaan tutkia kaasun tilanmuuttujien avulla kvalitatiivisella tasolla. Samalla voidaan pohtia, mihin kemian ja fysiikan ilmiöihin räjähteiden käyttö yleisesti perustuu. DEMONSTRAATIO on yksi esittävän opetuksen opetusmuodoista. Sillä tarkoitetaan jonkin idean, taidon ominaisuuden tai toimintamallin esittämistä. Demonstraation valmistelu vaatii opettajalta jonkin verran aikaa ja myös apuvälineitä. Joissain tapauksissa tarvitaan myös avustajia. Valmistelutyön osalta MAOL on ollut vaikuttamassa demoja hyödyntävien oppiaineiden opettajien palkkaukseen demokorvausten muodossa fysiikassa ja kemiassa. Dimensio-lehti julkaisee silloin tällöin ansioikkaita demoiluja demonurkka -palstalla. Lähetä osoitteeseen julkaistavaksi tekstejä demoista, joita haluatte esitellä muillekin kollegoillenne. Opetusvälineet ovat usein aika kalliita koulun määrärahoihin nähden, joten kaikki ennennäkemättömät laitteet kannattaa esitellä samoin kuin itse tehdyt laitteet. Lähettäkää siis hyviksi kokemianne demoja toimitukseemme tarjolle. Jaettu ilo on paras ilo! Tarvikkeet Grillisytytin (pietsosytytin) Vähän etanolia Lastenruokapurkin kansi Nippuside (ei välttämätön) Kuumaliimaa Filmipurkki Polkupyörän sisäkumin palanen Porakone Kiintoavain...jatkuu Dimensiossa 59

6 Maljapuheen piti Seinäjoen kaupunginvaltuuston pj Kati Ojaniemi. Haitaristit. Seinäjoen syyskoulutuspäivien ja MAOL Etelä-Pohjanmaan 80-vuotisen toiminnan juhlaa Liitulakuja tarjolla. Projektiryhmän palkitseminen. Kuvassa vasemmalta lukien Anne Rantanen (II vpj), Päivi Hyttinen (toimisto), Hannele Rajalahti, Asko Mäkynen, Rami Nuotio, Satu Välkkilä ja Anne Saunamäki. Joukosta puuttuu Elmo Korhonen.

7 MAOL - Etelä-Pohjanmaa ry kerhon puheenjohtaja Sirkka Kumpula. Projektipälliköt Asko Mäkynen ja Hannele Rajalahti. Vuoden opettaja 2015, Ulvilan lukion fysiikan ja kemian lehtori Marita Havu kukitettuna palkinnonjakotilaisuudessa. Koulutuksen ja oppimisen haasteista luennoi opetushallituksesta johtaja Jorma Kauppinen. Matemaattisten aineiden ylioppilaskokeen uudistuksia esitteli YTL:n fysiikan jaoksen pj Leena Partanen. Avajaisluennon piti avaruustähtitieteen professori Esko Valtaoja. Vuoden 2015 matemaattisten aineiden opettaja julkaistaan. Kuvassa toiminnanjohtaja Juha Sola, liiton puheenjohtaja Leena Mannila, vuoden opettaja Marita Havu sekä Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiön asiamies Laura Juvonen.