CERNin poppoolla yrittäjyyshenkeä

Tiedeopiskelu on hyvässä vauhdissa koulukohtaisella hiukkasfysiikan kurssilla. Olemme aluksi ottaneet yhdessä selvää standardimallista, hiukkaskiihdyttimistä ja ilmaisimista. Nyt on meneillään tutkielmien kirjoitusvaihe. Loppukuusta matkaamme Ilmajoelle tapaamaan Ilmajoen ja Nurmon opsikelijoita, joiden kanssa yhdessä suuntaamme CERNiin tammikuun toisella viikolla.

Opiskelun ohessa olemme keränneet rahaa matkakassaan: Olemme lähestyneet kaupunkia, yrityksiä ja eri yhteisöjä stipenditoivomuksilla. Vanhenpainiltojen kahvitusten hoitaminen tarjottavineen ja tarjoilijoineen sekä isänpäivän aattona pidetyt myyjäiset ovat antaneet hyvää kokemusta tapahtumasuunnittelusta ja järjestelyistä.
Aikamoisia jauhopeukaloita nuoret olivatkin, niin ihania herkkuja myyntipöydältä löytyi!

                 

Tervetuloa vanhempainiltaan! Vapaaehtoisella kahvirahalla sai
ihanaa suklaapiirakkaa! Valtteri ja Jukka toimivat kahvinkaatajina.

LUMA-viikon vierailukohteena TTY:n abipäivä

Koeviikosta huolimatta suuntasimme Tampereen teknillisen yliopiston abipäivään ottamaan selvää, millaista on yliopisto-opiskelu:

Vierailu Tampereen teknillisen yliopiston abipäivässä tiistaina 8.11 oli mielenkiintoinen. 
Sain lisätietoa kyseisestä laitoksesta, erilaisista teknillisistä aloista sekä yliopistoelämästä ylipäätään. Tulevaa opiskelupaikkaa hakiessa tämä kokemus on varmasti hyödyksi, vaikka lopulta opiskelisikin jossain muualla. TTY:n opiskelijoiden kokemukset ja neuvot auttavat ymmärtämään elämää yliopistolla ja tulevat luultavasti tarpeeseen vielä omissa opinnoissa. Opiskelijat eivät osanneet suoraan sanoa, miten lukiojärjestelmää tulisi muuttaa, jotta hyppy yliopistoon olisi pienempi, mutta matematiikkaan, luonnontieteisiin ja kieliin kehotettiin panostamaan. 
TTY on hieno paikka ja sen henkilökunta vaikuttaa osaavalta.

Eero Y-R


Myös me opettajat kyselimme, mihin lukio-opinnoissa tulisi panostaa, jotta yliopistossa opiskelu sujuisi jouhevasti. Teknillisessä yliopistossa esille nousivat tietenkin matematiikka, luonnontieteet ja tietotekniikka. Koodauksen osaaminen olisi eduksi, muttei välttämätöntä, sillä sen saloihin perehdytetään heti opintojen alussa. Kaikilla aloilla tärkeitä asioita ovat englanninkielentaito, vuorovaikutus- ja yleensä yhteistyötaidot sekä kyky ottaa vastuuta omasta oppimisesta.

Reissu oli valaiseva sekä opiskelijoille että mukana olleille opettajille. Suosittelemme!
Ja facebook todistaa, että olimme paikalla:

https://www.facebook.com/Tampereenteknillinenyliopisto/

Tutlab

Abittia, Nettiniiloa ja koulutusta

Viimeistään viime lauantaina piti abittikokeiden ja Nettiniilon salojen aueta myös vähemmän aiheeseen perehtyneille. Meillä oli nimittäin ”Niilo itse”, eli Janne Cederberg vääntämässä asiaa oikein rautalangan kanssa. Perustoiminnot tulivat kaikille hyvin selväksi, mutta myös jo hieman pidemmälle edenneet ja kokeneemmat käyttäjät saivat tilaisuudesta paljon. Kun asiantuntijan sai ihan lähietäisyydelle, niin pystyimme tenttaamaan myös tarkemmat tekniset detaljit selville sillä pieteetillä, että nyt luulisi homman luistavan. Kun vielä ”kävelimme läpi” kaikki kokeen vaiheet laadinnasta arviointiin ja erilaiset työvälineohjelmat päälle, paukahti siinä tiimellyksessä mieleen useampikin kysyttävä asia, joka oli aiemmin jäänyt vaivaamaan tuonne mielen hämyiseen horisonttiin. 

Päivä oli varmasti hyödyllisempi, kuin jossain kouluttajan tiloissa toteutettu vastaava. Pelattiinhan siinä omilla piuhoilla, tukiasemilla ja kokeilla, vieläpä omissa tiloissa. Nyt meillä kaikilla on taas pykälän enemmän tietämystä ja itseluottamusta syöksyä sähköistyvän lukion syövereihin. Toinen selvästi iso pykälä samaa luottoa vuoltiin TVT1 –kurssilla, jonka puitteissa jokainen ensimmäisen vuosikurssin opiskelija on vihitty samoihin saloihin. Jokainen opiskelija on tuonut sen henkilökohtaisen päätelaitteensa kouluun ja se on buutattu Abittiin niin monta kertaa, että tiedetään homman onnistuvan myös koeviikolla. Jokainen on myös harjoitellut eri työvälinohjelmien käyttöä, kuvankaappauksia ym. Abittikokeessa tarpeellisia taitoja. Kun tähän taustaan lisätään koeviikkoja varten luotu Abitti -päivystäjien ja –varapäivystäjien työnjako saa seuraava koeviikko tulla taas hieman pienemmän jännityksen vallitessa.

Classroom luokassa: fysiikan työkurssi ja fy5 arviointia

Classroom on ollut opetuskäytössäni jo jonkin aikaa. Keväällä halusin kokeilla, miten fysiikan työkurssin materiaalin jakaminen ja työselostusten palauttaminen Classroomin kautta onnistuu. Ja hyvinhän se onnistui! Jokainen työ oli omana tehtävänään, jonka kansioihin työselostukset palautivat. Kuvaajat piirrettiin pääasiassa oppilaiden itse valitsemalla ohjelmalla, yleensä Google sheetsillä. Opettajan kannalta riemastuttavia olivat oppilaiden työselostuksiin liittämät videot. Arviointi sujui kätevästi, sillä palautetut työt löytyivät omista kansioistaan. Yksittäisten töiden arvioinnit sai kootuksi yhteen taulukkoon, jota käytin osana kurssiarviointia.

Toisella mekaniikan kurssilla (fy5) kokeilin arvioinnin apuna suunnittelemaani Google sheets taulukkoa, johon oppilaat merkitsivät värikoodilla, miten kotitehtävien tekeminen onnistui. Tähän päädyin, koska minua kiinnosti, miten kotitehtävien tekeminen sujui melko haastavalla kurssilla. Ohessa pari esimerkkipalasta siitä, millaisia palautteita sain. Tavoitteeni oli, että olisin näin pystynyt regoimaan nopeasti asioihin, jotka oppilaista tuntuivat vaikeilta. Tavoite oli hyvä, mutta tällaista arviointia pitäisi nähtävästi tehdä enenmmän, jotta oppilaat huomaisivat sen hyödyllisyyden. ( Osa oppilaista jätti arvioinin tekemättä .) Kurssiarvioinnissa käytin taulukoita hyväkseni. Hyödyllisyydestä voidaan toki olla montaa eri mieltä: Kysyin erään kustantajan oppimateriaaliesittelyssä, onko tällaisen arvioinnin tekeminen mahdollista heidän tuottamissaan materiaaleissa. Vastaus oli tyly: ketä kiinnostaa, kuinka oppilaat kotitehtäviä tekevät. No, minua kiinnosti!

IPadit keskellä kylmää sotaa

Historian 3. kurssilla kylmää sotaa ja sen kriisejä on perinteisesti opiskeltu ryhmätöiden avulla ja niin myös tänä vuonna. Vähän tavallisuudesta poiketen ryhmät saivat tällä kertaa työstää esityksiään Ipadien avulla ja tarkoituksena oli saada aikaan jotain muuta kuin perinteinen power point kavalkadi. Ohjeistuksena oppilaille oli, että esityksen tulisi sisältää oppilaiden omaa puhetta,  siinä tuli vastata antamiini kysymyksiin ja se oli saatava kurssin google classroomiin muiden kurssilaisten nähtäville koeviikkoa silmällä pitäen. Muutoin opiskelijat saivat vapaat kädet toteutuksen suhteen. Tehtävänantoon liittyi myös itsearviointi.

Ryhmätöitä sai valmistella oppitunneilla. Kaiken kaikkiaan töiden parissa vierähti neljä oppituntia. Siinä ajassa oppilaat tekivät tiedonhaun, laativat käsikirjoituksen ja toteuttivat esityksensä. On toki huomiotava, että osa ryhmistä joutui jatkamaan esityksen valmistelua omalla ajallaan. Lopuksi ehdimme tietenkin myös katsoa valmiit työt läpi.

Kokonaisuutena arvioiden ryhmätöihin ei mennyt juurikaan enempää aikaa kuin aiempina vuosina. Tiedonhaku vei ryhmästä riippuen sen ajan, minkä se on vienyt aiemminkin ja tuntuu, että tekniikan haltuunotto tapahtui työn ohessa, pitkälti vertaistutoroinnin avulla. Kaikki ryhmät taisivat muuten työstää esityksensä IMovies ohjelmalla, joka oli osalle opiskelijoista viime vuoden kursseilta tuttu juttu.

On vaikea arvioida, miten hyvin ryhmät tulivat välittäneeksi omasta aiheestaan hankkimaansa tietoa muille ryhmille. Omiin aiheisiinsa ryhmäläiset olivat joka tapauksessa onnistuneet uppoutumaan melko hyvällä menestyksellä ja ohessa tuli nyt mahdollisuus kokeilla, miten Ipad-laitteita voi hyödyntää suullisen esityksen tallentamiseen ja muokkaamiseen. Tämä tuli esiin myös itsearvioinneissa; moni koki saaneensa hyvin asiaa irti omasta aiheestaan, osa katsoi laitteiden testailun olleen hyödyllistä.

Ammattimatikka - hankeviikon integraatiokurssi

Kysymys “Mihin tätä matematiikkaa oikein tarvitaan?” tulee jokaiselle opiskelijalle mieleen aina silloin tällöin kaavoja päntätessä. Kurssin tavoitteena oli avata matematiikan merkitystä ja tarpeellisuutta erilaisissa ammateissa. Samalla kertasimme myös niitä laskutaitoja, jotka korostuivat eri ammateissa laskemalla erityyppisiä harjoitustehtäviä. 

Eri alojen matemaattisten taitojen vaatimuksiin tutustuimme aluksi kirjallisuuden avulla ja pohtimalla yhdessä matematiikan merkitystä koulun ulkopuolella. Käytännön tietoa saimme vierailemalla lukion lähialueilla erilaisissa työpaikoissa. Ennen vierailua mietimme etukäteen mitä matemaattisia taitoja kyseisessä mahdollisesti ammatissa tarvitaan ja sitten vierailun jälkeen katsoimme olimmeko arvioineet taidot etukäteen oikein ja täydensimme listaa tarvittaessa. Tuotokset kirjattiin classroomissa, jossa kaikki saivat tehdä ja kommentoida annettuja tehtäviä.

Kävimme kuulemassa hiusalan yrittäjää, lukion rehtoria, komisariota, eläinlääkäriä, palopäällikköä, rakennustekniikan insinööriä sekä moniala yrittäjää. Kaikilta saimme kuulla miten tärkeää on osata peruslaskutaidot sekä prosenttilaskentaa. Monessa ammatissa käytettiin matematiikkaa myös erilaisten asioiden mallintamiseen, analysointiin ja ennustamiseen. Tilastojen tulkinta ja analysointi sekä budjetointi olivat myös monen ammattilaisen arkea.

Opiskelijoilta saadun palautteen mukaan kurssin oli hyödyllinen ja avarsi heidän näkemystään matematiikan osaamisen tärkeydestä työelämässä. Samalla opiskelijat saivat erinomaisia ohjeita ja tietoja ammattiin opiskelusta ja itse ammatista. Vierailut olivat kiinnostavia ja niitä toivottiin lisää.

Satu Latva-Kyyny

Valmistautumista tiedeprojektiin: CERN-lukioseminaari Jyväskylän yliopistolla

Aineen rakenne

ja
maailman-
kaikkeuden
synty

 Ensimmäinen luento CERN-lukioseminaarissa käsitteli aineen rakennetta ja maailmankaikkeuden syntyä. Luennon piti kosmologina työskentelevä Sami Nurmi.

  Aine koostuu atomeista, jotka pohjimmiltaan koostuvat pienen pienistä alkeishiukkasista.  Näiden alkeishiukkasten tutkiminen on tärkeää, koska siten saadaan selville, miten luonnonlait pohjimmiltaan toimivat.

  Kaikkia alkeishiukkasia, eli kvarkkeja (atomin ytimessä), leptoneita (mm. elektronit ja neutriinot) ja Higgsin bosonia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia kuvaa hiukkasfysiikan standardimalli. Se on ennustanut löydettäväksi hiukkasia, jotka nyt on havaittu, kuten vuonna 2012 löydetty Higgsin bosoni. Higgsin bosoni määrää kaikkien hiukkasten massan. Standardimalli ei kuitenkaaan selitä ihan kaikkea, ja sen laajentamiseksi tarvitaan uusia havintoja.

  Alkeishiukkasfysiikassa hiukkasta ei ajatella kiinteänä pallona, vaan hiukkanen on eräänlainen häiriö kentässä. Alkeishiukkasten paikkaa ja nopeutta ei voida määrittää tarkasti, vaan niitä mitataan vain todennäköisyyksinä, mitä varten on olemassa aaltofunktio. Hiukkasen aallonpituus on kääntäen verrannollinen sen energiaan, joten pienen pienten hiukkasten tutkimiseen tarvitaan valtavasti energiaa.

 Koska energiaa tarvitaan niin paljon, on alkeishiukkasten tutkimiseen käytännössä kaksi mahdollisuutta, hiukkaskiihdyttimet ja kosmologiset havainnot. Esimerkiksi CERNin LHC-kiihdyttimessä valonnopeudella liikkuvat hiukkaset törmäytetään toisiinsa, ja törmäyksessä vapautunut energia siirtyy törmäyksessä syntyneisiin hiukkasiin, joita tutkimalla voidaan tehdä päätelmiä alkuperäisten hiukkasten ominaisuuksista. Kosmologisten havaintojen avulla, joita tehdään satelliiteilla, saadaan tietoa maailmankaikkeuden rakenteesta ja siitä, millainen  maailmankaikkeus on ihan alkuaikoina ollut. Siten voidaan saada tietoa myös hiukkasten rakenteesta ja ominaisuuksista.

 Maailmankaikkeus on alkuaikoina ollut vain nuppineulan pään kokoinen ja erittäin kuuma, mutta vanhetessaan se laajeni ja jäähtyi. Ajasta, jolloin maailmankaikkeus oli nuppineulan pään kokoinen ei ole pystytty selvittämään mitään, mutta laajenemisen jälkeisestä ajasta on saatu selville erilaiset hiukkaset ja muut yleisesti tunnetut fysiikan lait, jotka standardimalli pystyy selittämään.

 Standardimalli selittää kuitenkin vain 5% maailmankaikkeudesta, koska loput 95% ovat pimeää energiaa ja pimeää ainetta, mitä se ei pysty selittämään. Noin 68% on pimeää energiaa eli tyhjiöenergian kaltaista ainetta, jolla on negatiivinen paine. Loput noin 27% on pimeää ainetta esim. uusia hiukkasia, jotka eivät tunne vahvaa heikkoa tai sähkömagneettista voimaa.

 Pimeää ainetta ei pystytä näkemään suoraan vaan painovoiman kautta. Siitä on tehty suuri joukko havaintoja teleskooppien avulla.

Nelli ja Sinja

Tiedeopiskelu CERNissä

CERN-lukioseminaarin toinen luento käsitteli tiedeopiskelua CERNissä. Luennon alussa kerrottiin hieman projektin historiasta, kuten reissun osallistujamääristä sekä sen järjestäjistä. Projektin on aloittanut Riitta Rinta-Filppula. Hänen jäädessään eläkkeelle vetovastuun on ottanut luennon pitäjä Katri Lassila-Perini.

Suuri osa luentoa kului kerrottaessa tulevan reissumme alustava ohjelma. Siihen kuuluu niin luentoja kuin vierailuja tutkimuslaitoksen tiloissa. Eräs mielenkiintoinen mahdollinen vierailuohjelman osa on sumukammion rakentaminen. Sumukammion sisällä varattujen hiukkasten kulku näkyy niin sanottuina sumujälkinä. Tämän lisäksi suunnitelmissa on vierailu esim. CMS-koeasemalle, missä esimerkiksi löydettiin Higgsin bosoni.

Luento oli kohtuullisen mielenkiintoinen, oli mukava saada selville millainen ohjelma tulon päällä on, sekä kuulla hieman edellisistä CERNiin tehdyistä reissuista.

Lucas

Fysiikan tutkielmien kirjoittaminen ja julkaiseminen

Päivän kolmannen luennon aiheena oli fysiikan tutkielmien kirjoittaminen ja julkaiseminen. Luennon piti Jussi Maunuksela Jyväskylän yliopiston fysiikan laitokselta.Siinä käsiteltiin hyvän tutkielman sisältöä ja asioita, jotka tulee ottaa huomioon tutkielmaa tehtäessä ja sitä julkaistaessa.

Tutkielmaa kirjoittaessa lähteet ovat tärkeässä roolissa. Tiedon täytyy perustua useaan lähteeseen ja eri lähteitä tulee arvioida kriittisesti. Lähteet on myös aina mainittava julkaisussa.

Tieteellisten tekstien tarkoituksena on tuottaa uutta tietoa tai ainakin avata uusia näkökulmia asiaan. Tieteellinen teksti on oltava helposti tunnistettavaa. Siksi tieteellisen tekstin kirjoittajan tulee osata monia taitoja. Väitteille on löydettävä tieteelliset perustelut. Tieteellisen tekstin kirjoittajan on osattava arvioida tekstiään kriittisesti lukijan näkökulmasta. Tieteellisessä tutkimuksessa on tärkeää, että muut voivat toistaa kokeet ja saada saman tuloksen. Näin voidaan olla varmoja tiedon paikkansa pitävyydestä.

Fysiikan alalla tieteellisten tekstien perusrakenne noudattaa varsin vakiintunutta kaavaa: johdanto, metodit, tulokset ja pohdinta.Lopuksi uusi tieto on julkaistava, jotta ihmiset voivat lukea siitä. Hyviä julkaisupaikkoja ovat esim. sanoma- ja viikkolehdet, kirjat, tieteelliset julkaisut jne. Julkaisun jälkeen tieto on kaikkien saatavilla.

Juuso

Vierailu syklotronilaboratorioon ja nanoteknologian tutkimuslaitokseen

Hiukkaskiihdytin Kuva: Nelli K-F

    Opastetulla kiihdytinlaboratoriokierroksella tutustuimme Jyväskylän yliopiston kiihdyttimiin ja muuhun niihin liittyvään laitteistoon. Meille kerrottiin muun muassa laitteiden toimintatavoista ja käyttökohteista. Kiihdytinlaboratorion kiihdyttimillä voidaan muun muassa tehdä materiaalitutkimusta ionisuihkujen avulla, säteilykestävyysmittauksia ja valmistaa lääketieteellisiä isotooppeja.

     Syklotroni on yliopiston suurin laite. Hiukkaset kiihdytetään spiraaliradan ja niitä ohjataan voimakkaiden sähkömagneettien avulla. Sitä voidaan käyttää moniin tarkoituksiin ja sen suihkuvalikoima on Euroopan parhaita. Kiihdyttimen toiminnasta aiheutuu säteilyä, jonka vuoksi syklotronin ympärillä oli kolmen metrin paksuiset betoniseinät.

     Teimme myös ohjatun kierroksen fysiikan laitoksen Nanoscience Centeriin, jossa tutustuimme laboratoriotiloihin, laserlaboratorioon, sekä saimme nopean katsahduksen puhdastilojen toimintaan ja nanomateriaalien valmistukseen. Nanolabrassa tutkitaan muun muassa erilaisten synteettisten materiaalien valmistusta, sekä nanomateriaalien ominaisuuksia ja käyttömahdollisuuksia. Tutkimusalana nanotiede onkin verrattain laaja, sillä se yhdistää hyvin sekä kemian, fysiikan että biologian alat.

Valtteri, Jukka ja Sami

Pitkän, mutta antoisan päivän päätteeksi yhteispotretti