4/2012 Matemaattis-luonnontieteellinen aikakauslehti 76. vuosikerta Irtonumero 13
Dimensio 4/2012 sisältö 5 Pääkirjoitus Irma Iho 6 Oppilastoimikunnan terveiset Irene Hietala 9 Haastattelussa uusi valtakunnallinen fysiikan ja kemian opetusneuvos Tiina Tähkä Marika Suutarinen 11 Tampereen koulutuspäivät Mirkka Iivonen, Tuula Oksman ja Anneli Ristolainen 14 Hattulan silloilta Jukka O. Mattila 15 Kannustuspalkitut 2012 Pasi Konttinen 18 Näppituntuma - alkuopetuksen matematiikkaa toiminnallisesti Timo Tapiainen ja Kerttu Ristola 20 Matematiikan henkilöt Osa 3: Tapani Kunnas 24 Matematiikan kansalliset oppimistulokset peruskoulun päättövaiheessa 2011 Kati Hirvonen 27 Matematiikan kansalliset oppimistulokset kansainvälisessä kontekstissa Markku Hannula 29 Innolukio rohkaisee lukiolaiset ajattelemaan uudella tavalla Ari Ervasti 32 Tillämpade laborationer ett samarbete mellan gymnasium och yrkeshögskola Christer Enlund 40 Heurekan tempputehdas tuo tiedetemput kouluun ja kotiin! Elina Vesanen 42 Bensiini hankala, mutta arkinen esimerkki energia-asioissa Johannes Posti 44 Vantaalla palkitaan kilpailuissa menestyneitä Timo Järvenpää 45 AHHAA! Liisa-Riin Stalde 48 Bagdad ja äärettömyys matematiikkanäyttely Tietomaassa Topi Törmä 49 Aikahyppy 50-luvulle MAOL:n matka Kuubaan kesäkuussa 2012 Eila Sauna-aho 52 Symbolinen laskenta ja koulumatematiikan tulevaisuus Simo K. Kivelä 56 Lukiokurssi: Ohjelmointi ja tilastolliset menetelmät Jarmo Hurri 60 Kemian opettajat haluavat täydennyskoulutusta monipuolisista kokeellisista opetusmenetelmistä Juhana Annala 63 Kirjallisuutta: Aurinkokuninkaan jäätelökone ja muita poikkitieteellisiä tarinoita 64 Vuoden opettaja Pasi Ketolainen 67 Pulmasivu 36 Higgsiä hakemassa Markus Kari ja Pasi Konttinen 39 Teknologiakasvatus Satu Hämäläinen Kansikuva: Auringonlasku Kuvaaja: Pasi Konttinen
Pääkirjoitus Uudet haasteet edessä Monien vaiheiden jälkeen perusopetuksen tuntijaosta on vihdoin saatu päätös. Sen kanssa voi elää seuraavat kymmenen vuotta, vaikka kaikki MAOL:in tavoitteet eivät toteutuneetkaan. Tulosta voidaan pitää kuitenkin torjuntavoittona vähennyspaineitakin esiintyi matkan varrella. Opetussuunnitelmatyö on nyt ratkaisevan tärkeä. Lukion uudistus alkanee pikaisesti Lukiokoulutuksen kehittämisen toimenpide-ehdotuksia valmistelevan työryhmän muistion pohjalta. Matemaattisten aineiden osalta peruskoulupäätös oli opetusministeriön työryhmän ehdotuksen mukainen. Suurin muutos entiseen on 5-6 luokkien fysiikan ja kemian opetuksen liittäminen ympäristöoppiaineeseen, mihin kuuluu myös biologia, maantiede ja terveystieto. Ratkaisussa on sekä uhkia että mahdollisuuksia. Luokanopettajan on helppo toteuttaa eri oppiaineiden välinen integraatio, ja turhat oppiainerajat häipyvät. Vaarana on se, että mennään siitä, mistä aita on matalin. Fysiikan ja kemian osuus voi jäädä ohueksi, koska opettaja on mahdollisesti itse koulussa kokenut oppiaineet vaikeiksi tai vastenmielisiksi. Tulevat Opetushallituksen opetussuunnitelman perusteet sekä sen pohjalta tehty opetussuunnitelmatyö ovat ratkaisevia. Oppikirjantekijöilläkin on suuri vastuu. Tieto- ja viestintätekniikan opetus jäi edelleen valinnaisuuden varaan. Nyt koulutuksen järjestäjät on saatava vakuuttuneeksi siitä, että tulevaisuuden yhteiskunnassa syvälliset taidot ovat välttämättömiä. Niiden pohjalle voidaan rakentaa uutta. Lukion puolella luullaan, että tietokoneen käyttö ylioppilastutkinnossa ratkaisee asian. Ajatus on erikoinen. Tuskin kukaan ajattelisi, että kyllä englannin kieli opitaan koulussa, kun muutetaan koko tutkinto englannin kielellä suoritettavaksi. Tietotekniikan opetuksen järjestäminen on edunvalvonnallinen haaste sekä valtakunnallisesti että paikallisesti. Kyseessä on oppilaan etu ja tasa-arvo. Matematiikkaa opetetaan tulevaisuudessa 7-9 luokilla yhteensä 11 vuosiviikkotuntia. Nivelkohta 6:n ja 7:n luokan välillä on mietittävä tarkasti tavoitteiden ja sisältöjen kannalta. Eriyttämiseen täytyy löytyä ratkaisu. Sekä lahjakkaat että enemmän tukea tarvitsevat pitää voida huomioida. MAOL on tehnyt kyselyn peruskoulun matemaattisten aineiden opetukseen liittyen. Kyselyn tulosten pohjaltakin voi löytyä hyviä malleja ja uudet ideat ovat tervetulleita. Valinnaisuutta pitää voida käyttää myös matematiikan opetukseen. Lahjakkaille pitää taata hyvät mahdollisuudet taitojensa kartuttamiseen. Heti peruskoulu-päätösten jälkeen alkaa lukiokoulutuksen uudistaminen. Valmisteleva työryhmä on tehnyt hyvin perusteellista työtä. Hyväänkin ehdotukseen liittyy myös uhkia. Työryhmä ehdottaa valtakunnallisesti tarjottavien kurssien määrän vähentämistä. Oppiaineita ryhmiteltäisiin luonteeltaan samantyyppisiin kokonaisuuksiin sirpaleisuuden välttämiseksi. Tavoite on hyvä, mutta se voidaan toteuttaa epäonnistuneestikin. Luonnontieteiden osalta pakollisuutta ei voida vähentää yhtään, lisäys olisi paremminkin paikallaan. Epäsuhta luonnontieteiden ja muiden reaaliaineiden välillä on suuri. Sirpaleisuus ei välttämättä vähene yksittäisiä oppiaineita karsimalla pakollisten joukosta. Miten sirpaleisuutta lisää esimerkiksi fysiikan ainoa pakollinen kurssi? Sen sisältöihinhän kuuluu luonnon perusvuorovaikutukset eli malli siitä, mistä koko maailma rakentuu. Tämä antaa pohjaa ja syvyyttä kaikkien oppiaineiden opiskeluun. Opetussuunnitelmalla voidaan aiheuttaa sirpaleisuutta myös yksittäisen oppiaineen sisällä. Työryhmä ehdottaa lisäksi, että yleissivistyksen täytyy olla monipuolista ja sen tulee edistää ja vahvistaa myös matematiikan ja luonnontieteiden osa-alueiden tietoja, taitoja ja valmiuksia. Tämän tavoitteen saavuttaminen edellyttää kaikkien opiskelijoiden monipuolista matematiikan ja luonnontieteiden opiskelua. Jatkoopintovalmiutta edellyttää lukiolakikin. Peruskoulun uusi tuntijako vahvistaa voimakkaasti taito- ja taideaineiden sekä yhteiskunnallisten aineiden opetusta. Kun lukion tuntijakoa aletaan pohtia, sen on lähdettävä ennakkoluulottomasti liikkeelle nuorten tulevaisuuden tarpeista. Syrjäytymisen suurin syy on jääminen ilman jatko-opintopaikkaa ja työpaikkaa. Peruskoulun ja lukion pitää muodostaa ehjä väylä nuorten hyvän tulevaisuuden takaamiseksi ja peruskoulun on annettava pohja myös ammatilliselle puolelle suuntautuville. Toimeliasta syksyä! Irma Iho MAOL ry:n hallituksen puheenjohtaja irma.iho@maol.fi
Peruskoulun kilpailutyöryhmä (vasemmalta Kaisa Helve, Jarmo Hurri, Kirsi Niemenmaa, Anastasia Vlasova, Hannu Korhonen, Kimmo Sivula ja Virosta Hannes Jukk) tarkastamassa ratkaisuja loppukilpailun jälkeen. Oppilastoimikunnan terveiset Teksti ja kuvat: Irene Hietala, oppilastoimikunnan puheenjohtaja, MAOL ry:n hallitus MAOLin hallituksen toimikunnista oppilastoimikunnan tehtäviin kuuluu oppilaskilpailujen järjestäminen: alku- ja loppukilpailut matematiikasta peruskoulussa ja lukiossa, lukion fysiikasta ja kemiasta sekä Datatähti tietotekniikkakilpailu. Kilpailuista parhaimmistolla on mahdollisuus päästä olympiavalmennukseen ja heistä valitaan olympiajoukkueet. Miksi kannattaa kannustaa oppilaita osallistumaan kilpailuihin? Oppilaat pääsevät haastamaan itsensä erilaisten tehtävien parissa. Usein kilpailutehtävissä pärjäävät matematiikan kokeista heikohkon numeron saavatkin ja näin he saavat onnistumisen kokemuksia. Parhaat pääsevät loppukilpailuihin, joista kolme parasta saavat rahapalkinnon. Kannattaa kysyä myös palkintoja esim. paikallisilta yrityksiltä ja palkita koulun/kaupungin/maol -kerhon parhaimmisto. Lukion opiskelijoilla on mahdollista saada opiskelupaikka ilman pääsykoetta. Matematiikan, fysiikan ja kemian avoimen sarjan kokonaiskilpailun ja Datatähtikilpailun kymmenellä parhaalla on mahdollisuus päästä ilman pääsykoetta opiskelemaan matemaattis-luonnontieteellisiä aineita useimpiin korkeakouluihin. Opiskelupaikkaa tulee tällöin hakea erikoistapauksena. Lukion oppilaista parhaimmistolla on mahdollisuus valmennuksen kautta päästä myös olympiamatkalle. Tämän vuoden olympialaiset ovat heinäkuussa matematiikasta Argentiinassa, fysiikasta Virossa, kemiasta USA:ssa ja syyskuussa tietotekniikasta Italiassa. Vanhoja kilpailutehtäviä löytyy www.maol.fi/kilpailut -sivustoilta. Tehtäviä voi käyttää monella tavalla: lisätehtävinä, viikon pulmatehtävinä, valinnaiskurs-
Matematiikan, fysiikan ja kemian loppukilpailuissa palkitut. seilla jne. Samoin netistä löytyy muitakin kilpailutehtäviä vastaaviin tarkoituksiin: esim. Kenguru-kilpailusta http://www.mayk.fi/kenguru/kysymykset ja MatCup - kilpailusta http://matcup.edublogs.org/vanhat-tehtavat/. Taittelemalla ja leikkaamalla ratkaisuun Peruskoulun loppukilpailun toiminnallisen tehtävän työskentelytila. Uusi peruskoulun matematiikkakilpailutyöryhmän jäsen haussa. Jos opetat matematiikkaa peruskoulussa tai peruskoulussa ja lukiossa, olet viehtynyt matemaattisten tehtävien pohdiskeluun tai niiden tekemiseen ja kalenteristasi on vielä varattavissa 4 5 päivää vuodessa tähän harrastukseen, niin ota yhteyttä peruskoulun matematiikkakilpailutyöryhmän puheenjohtajaan Kimmo Sivulaan, sähköposti kimmo.sivula(ät)edu.hel.fi. Pitkäaikainen työryhmän puheenjohtaja ja sittemmin jäsen Hannu Korhonen aikoo jättää 30 vuoden ansiokkaan ja antoisan kilpailurupeaman jälkeen tämän hauskan harrastuksen. Kiitoksia Hannu tähänastisesta suuresta panoksestasi kilpailujen onnistumiseksi!
Fysiikan ja kemian opetuksen uudet kasvot
Haastattelussa uusi valtakunnallinen fysiikan ja kemian opetusneuvos Tiina Tähkä Marika Suutarinen, kemian ja biologian opettaja, Ressun lukio Helmikuussa 2012 aloitti opetushallituksessa työnsä uusi fysiikan ja kemian opetusneuvos Tiina Tähkä. Hän jatkaa pitkän uran tehneen opetusneuvos Marja Montosen työtä ja on vastuussa fysiikan, kemian sekä ympäristö- ja luonnontiedon opetukseen liittyvistä asioista. Tiina Tähkä toimi pitkään matemaattisluonnontieteellisten aineiden opettajana ja hänen tavoitteensa on nykyisen työnsä avulla valtionhallinnossa tukea kaikkia fysiikan sekä kemian opetuksen parissa työskenteleviä. Samalla hän toivoo pystyvänsä välittämään työnsä avulla omaa innostustaan luonnontieteitä kohtaan eteenpäin. Millainen on opiskeluhistoriasi? Miten sinusta tuli opettaja? Olen syntynyt Helsingissä vuonna 1972. Kävin Helsingin ranskalais-suomalaisen koulun ja jatkoin myös saman koulun lukioon. Olin jo ala-asteikäisestä lähtien halunnut matemaattisten aineiden opettajaksi. Myöhemmin harkitsin myös musiikin opettamista, mutta musiikkia on helpompi pitää harrastuksena kuin matemaattisia aineita. Lukion jälkeen aloitin opinnot Helsingin Yliopiston Kemian laitoksella, kemian aineenopettajan suuntautumisvaihtoehdossa josta valmistuin vuonna 1996. Sivuaineina opiskelin fysiikkaa, matematiikka ja tietojenkäsittelytiedettä. Miten päädyit nykyiseen työtehtävääsi? Tee työsi ilolla ja velvollisuutesi kunnialla osaamisen ja sivistyksen parhaaksi. Lähes koko työurani olen ollut Helsingin kaupungin palveluksessa. Opetin pitkään Ressun lukiossa kemiaa, fysiikkaa ja matematiikkaa sekä IB-kemiaa englanniksi. Vuosien varrella olen toiminut myös opetusharjoittelun ohjaajana, erilaisten projektien vetäjänä, apulaisrehtorina ja Helsingin kaupungin pedagogisena yhteyshenkilönä osana LUMA-ryhmää. Kun nykyisiä opetussuunnitelmia kirjoitettiin, olin oman koulun opetussuunnitelmaryhmän vetäjänä sekä mukana Helsingin kaupungin opetussuunnitelmatyössä. Se antoi hyvän pohjan nykyiseen työhöni. Miten kuvaisit työtäsi ja toimenkuvaasi opetusneuvoksena? Opetushallitus laatii perusopetuksen ja lukiokoulutuksen opetussuunnitelmien perusteet, ammatillisten tutkintojen ja näyttötutkintojen perusteet sekä kehittää koulutusta erilaisin hankkein. Vastuullani ovat fysiikan, kemian sekä ympäristö- ja luonnontiedon opetukseen liittyvät asiat esiopetuksesta lukioon. Lisäksi vastaan yksikkömme lukioasioista eli rehtorit soittavat minulle kysyäkseen kaikki hankalimmat päättötodistusongelmansa. Olen myös Opetushallituksen edustajana erilaisissa toimikunnissa esimerkiksi LUMA-keskuksen neuvottelukunnassa. Aineasiantuntijana autan hankkeiden ja hakemusten arvioinnissa Opetushallituksen sisällä. Osallistun opetusalan tapahtumiin Suomessa ja ulkomailla. Pidän esitelmiä erilaisista ajankohtaisista aiheista. Verkostoidun opetuksen kehittäjien kanssa ja pyrin omalla työlläni valtionhallinnossa tukemaan
fysiikan ja kemian opettajia ja opetuksen kehittämistä. Millainen on tavallinen työpäiväsi? Työpäivät ovat vaihtelevia. Yhtenä päivänä saatan olla koko päivän seminaarissa, jossa pohditaan luonnontieteiden opetuksen arvioinnin kehittämistä ja kuulen mielenkiintoisia käytäntöjä eri puolilta maailmaa. Toisena päivänä olen koko päivän toimistolla tietokoneen äärellä kirjoittamassa muistioita ja vastaamassa sähköposteihin. Kolmantena päivänä olen kiireisesti menossa palaverista toiseen puhelimen soidessa vähän väliä. Mikä on mukavinta tai innostavinta työssäsi? On ilo tehdä yhteistyötä ihmisten kanssa, joilla on sydämen asiana opetuksen ja koulutuksen kehittäminen. Työni tarjoaa näköalapaikan fysiikan ja kemian opetuksen tilanteeseen Suomessa ja muualla. Millaiset työtehtävät koet haasteellisimmiksi? Mikä aiheuttaa stressiä? Työ opetushallituksessa on haastavaa ja kiireistä. Tehtäväkenttäni on hyvin laaja ja yhteydenotoissa voidaan kysyä kaikkea mahdollista maasta taivaisiin. Kiireisinä aikoina yhteydenottoja virtaa puhelimitse ja sähköpostitse samalla, kun pitäisi valmistaa hyvä esitelmä kansainvälisille vieraille. Kehittämiskohteita ja -hankkeita myös riittää, mutta omat resurssit ovat rajalliset. Toistaiseksi työt ovat sujuneet ilman mahdottomia paineita, mutta tiedän tulevan opetussuunnitelmatyöskentelyn tuovan monia haasteita aikataulujen ja mielipiteiden yhteensovittamisen osalta. Olen suhteellisen vähän aikaa sitten aloittanut uudessa tehtävässäni ja tässä vaiheessa yritän muodostaa kokonaiskuvaa sekä tutustua mahdollisimman laajalti fysiikan, kemian, ympäristö- ja luonnontiedon opettajiin, opetuksen kehittäjiin ja yhteistyökumppaneihin. Porin syyspäivillä minua voi tulla nykäisemään hihasta ja kertoa minulle eri puolilla Suomea tapahtuvista opetuksen kehittämisistä, haasteista ja ratkaisuista. Miten pystyt sovittamaan yhteen työn, perheen ja vapaa-ajan? Perheeseeni kuuluu puolisoni lisäksi kaksi alle kouluikäistä lasta. Perheen ja työn yhteensovittaminen on onnistunut toistaiseksi hyvin. Meidän perheellemme ovat sopineet hyvin mahdollisuudet jakaa perhevapaita puolisoiden välillä. Pienten lasten kanssa oma aika on kortilla ja töihin liittyviä ilta- ja viikonloppumenoja joutuu jonkin verran rajoittamaan. Työasiat katoavat tosin mielestä saman tien, kun tulen perheen pariin. Vapaa-ajallani harrastan myös kuorolaulua, joka on minulle rakas harrastus! Kun haluan rentoutua, nautin esimerkiksi hyvästä kirjasta ja Brie-juustosta. Salmiakki on myös salainen paheeni :). Millaisia tavoitteita sinulla on? Mitä toivot tulevaisuudelta? Haluan omalla työlläni tukea parhaani mukaan fysiikan, kemian sekä ympäristö- ja luonnontiedon opettajien työtä. Opettajana toimiessa oli hienoa jakaa omaa innostustaan fysiikasta ja kemiasta oppilaille. Toivottavasti nykyinen työni valtionhallinnossa tukee kaikkia fysiikan ja kemian opetuksen opettajia. Tulevina vuosina uudistetaan opetussuunnitelmia sekä perusopetuksessa että lukiossa. Pyrin omalta osaltani vaikuttamaan siihen, että opetussuunnitelmien perusteet muodostavat tasapainoisen kokonaisuuden sisältöjen ja tavoitteiden osalta. Onko sinulla haastattelun lopuksi antaa jokin elämänohje, jonka haluaisit jakaa kaikkien opettajien kanssa? Edellisen työpaikkani juhlasalin vanha fraktuurateksti Tee työsi ilolla ja velvollisuutesi kunnialla yhdistyy nyt Opetushallituksen lauseeseen Osaamisen ja sivistyksen parhaaksi. Haluan näiden viisaiden sanojen myötä toivottaa työn iloa kaikille opettajille! Voimia ja innostusta uuteen lukuvuoteen! 10