Fysiikan laboratoriokurssit sujuvammiksi Reijo Manninen, fysiikan lehtori Sami Suhonen, fysiikan yliopettaja Tampereen Ammattikorkeakoulu Insinöörikoulutuksen foorumi 2010 Hämeenlinna 17-18.3.2010
Laboratoriotyöskentelyn tärkeys Laboratoriotyöskentely on erittäin tärkeää ää insinööriopetuksessa, i i missä muualla voi oppia mittalaitteiden käyttöä, erilaisia mittausmenetelmiä, mittaustulosten käsittelyä, mittaustarkkuuden arvioimista, raportointia jne. Laboratoriotyöskentelystä löytyy mahdollisuuksia erilaisiin opetus- menetelmiin Ongelmalähtöinen oppiminen Opiskelijan ennakkotietojen hyödyntäminen Opiskelijan oman mielenkiinnon aktivoiminen Itsenäistä tiedon hankintaa ja yhdessä oppimista Vastuuta opiskelijalle Uuden tekniikan hyödyntämistä opetuksessa
Miten tehtiin ennen Rakenne Laajuus 3 op, ajoitus koko 2. vuosi Töitä oli 11 kpl, joista selostettavia 10, yhdestä tehtiin lyhyempi y raportti Täysimittaisia selostuksia tehtiin heti ensimmäisestä työstä alkaen Selostuksen rakenne: Johdanto Teoriatausta Mittausmenetelmät Mittaustulosten käsittely Virhearviointi Lopputulokset Tulosten arviointi
Miten tehtiin ennen Tämä ä tuntui opiskelijasta raskaalta, työmäärä ä heti alussa suuri, omaksuttavaa asiaa paljon ja kokemusta raportoinnista monella hyvin vähän. Opintojakson kesto koettiin pitkäksi. Toinen vuosikurssi on usein työntäyteinen ja kiukku kohdistui helposti laboratoriokurssiin Esimerkkejä palautteesta: Työmäärä opintopisteisiin p nähden aivan liian suuri! Opittavaa asiaa heti alussa liian paljon ja Wordikään ei ole tuttu Heti ekassa työssä kaikki mittarit ihan outoja Selostusten kanssa menee hermot Jotakin siis piti tehdä!
Muutos Koko TAMKia koskenut k OPS-muutos vuonna 2005 jakoi laboratoriokurssin kahteen osaan Nykyisin y on 1 ja 2 Molempien laajuus on 2 op, osa 1 on syksyllä ja osa 2 keväällä Kurssien sisältöä ja rakennetta uudistettiin opiskelijapalautteen pohjalta
1, 2 op Alussa johdantoa, ohjeistusta ja kädestä ä pitäen opastusta 3-4 4h h, tämä ä koettu hyväksi 1. työkerta: Aiheena tiheyden mittaaminen, tutut mittalaitteet Oppimistavoitteet: mittauspöytäkirja, mittaustarkkuuden arvioiminen, virhelaskenta, lopputuloksen esittäminen Laskut ehditään tekemään laboratoriossa Tehdään työparin kanssa yhdessä lyhyt raportti, jossa harjoitellaan raportoinnin alkeita Viikko työn tekemisestä tä ohjauskerta
1, 2 op 2. työkerta: Aiheena yleensä kitkamittaukset tai Ohmin laki Oppimistavoitteena: kuvaajan piirtäminen, graafinen esittäminen, graafinen tasoitus ja suoran sovittaminen mittapisteisiin, lineaarisen regression merkitys, kuvaajan tulkinta Työstä tehdään työparin kanssa yhdessä yhteinen lyhyt raportti, opetellaan graafista esitystä ja virhearviointia kuvaajaan liittyen
1, 2 op Työkerrat 3-6: Esimerkiksi ilman kosteuden mittaamista, kimmoisuuden tutkimista, lämpölaajenemisen mittaamista eri materiaaleille, tietokoneavusteisia mittauksia Näistä tehdään täydet selostukset, laajennetaan siis kahdessa ensimmäisessä työssä opittuja asioita
2, 2 op SISÄLTÖ: 4 normaalia työtä, täysi raportointi Oman itse suunnitellun työn valmistelu, l mittaussuunnitelman laadinta, laitteistoihin tutustuminen. Oman työn mittauskerta Laboratoriossa, Kotona Työpaikalla Harrastuksien parissa. Ääniopin mittauksia (lyhyt raportointi, kuvaajat) Vertaisarviointi, itsearviointi
2, 2 op OMA TYÖ, esimerkkejä 1) Auton kiihtyvyys
2, 2 op OMA TYÖ, esimerkkejä 2) UV-läpäisy
2, 2 op OMA TYÖ, esimerkkejä 3) Äänitasomittauksia
2, 2 op OMA TYÖ, esimerkkejä 4) Kahvin vahvuuden vaikutus valonläpäisevyyteen 22 lux Valaistusmittari Kahvi Valo
OMA TYÖ, ANTURIVALIKOIMAA paineanturi 0-210kPa 2 kiihtyvyysanturi ± 5 g 3 kiihtyvyysanturi ± 25 g 1 voima-anturi ±10N tai ±50N 1 voimalevy pintalämpötila-anturi 8 lämpötila-anturi puikko 5 lämpötila-anturi pitkä 2 termopari 1 kosteusanturi 4 valoanturi 4 UVA ja UVB 5 mikrofoni 2 äänitasomittari 2 CO2 1 magneettikenttäanturi 1 jännite mittapää ±10V 3 jänniteanturi, differentiaali ±6V 1 virta-anturi max. 600mA 1 GPS anturi 2 digit. Säteilyanturi 1 ph-anturi 3 happipitoisuus nesteille 1 johtavuus nesteille 3 paineanturi 0,75-1,54atm 54atm 1 paineanturi 0-6,8 atm 1 ilmapuntari 0,8-1,05atm 1 3-suuntainen kiihtyvyysanturi 1 voima-anturi ±10 ja ±50N 1 voima-anturi anturi 20N 1 lämpötila-anturi 1 valoanturi 1 UÄ-etäisyysanturi mikrofoni 1 CO2 1 magneettikenttäanturi 1 jännite ±6V ja virta-anturi 0,6A sykemonitori 1 säteilymittari
Yhteenveto Ennen Nyt 3op 4op Ei johdantotöitä 2 johdantotyötä, ohjattu raportointi 10 työtä, josta täysi 7 työtä, josta täysi raportointi raportointi 1 itse suunniteltu työ 1 x lyhyt raportointi 1 lyhyt raportointi Koko lukuvuosi Syksy + kevät t Lyhyt raportti Johdantotyöt Oma työ Lyhyt y raportti
Yhteenveto Miten on onnistuttu: Palaute positiivisempaa, ohjausta saatiin lisää Oma työ erityisen i mieleinen i Ei isoa alkujärkytystä selostusten kanssa Mukava kurssi kokonaisuutena ja hieno yllätys oli itsenäisesti ti tehtävä ä työ Työt olivat mielenkiintoisia. Enää ei raporttien kirjoituskaan tuntunut raskaalta Odotukset täyttyivät hyvin ja mielenkiintoisia töitä