Aihearkisto: Lehdet

Yhteisopettajuudellisia simulaatioita kokeilujen ja demojen hengessä tekniikan alalla

Kokeilut, protot ja demot, LAMK Pro, Uudistava oppiminen

Tekniikan alalla on totuttu yhdistämään eri opettajien ammattitaitoa sujuvasti, jolloin voidaan simuloida oikeita ja aitoja tilanteita, joita tulevaisuuden työssä tulee syntymään. Kun yhdistetään teoreettinen laskentaan perustuva koesuunnittelu ja käytännön valmistusmenetelmä, saadaan matkittua erittäin tarkasti oikeassa työelämässä tapahtuvaa tuotantoa. Tämä tietysti vaatii laboratoriossa samanlaista kalustoa ja osaamista, kuin teollisuudessakin.

 Kirjoittaja: Reijo Heikkinen

Todellisuuden mallintaminen opetusmenetelmänä

Tulevien muovi-insinöörien laatutekniikan opinnoissa on jo perinteiseksi muodostunut laboraatio, jossa simuloidaan teollisuudessa yleisesti käytössä olevia koesuunnittelun menetelmiä. Kyseisessä koesuunnittelussa tuotantoparametrien vaikutusta tuotteen laatuun selvitetään Taguchi-menetelmän avulla. Kyseisen menetelmän opettaminen pelkästään luokassa tai itse tehtyinä harjoituksina jää usein hyvin teoreettiseksi. Lähemmäksi käytännön tekemistä päästään yhteisopettajuuden avulla. Laatutekniikan hallitseva opettaja selvittää menetelmien teoreettiset periaatteet sekä valitsee opiskelijoiden kanssa sopivat koesuunnittelun työkalut. Työkalujen valinnan jälkeen valmistusmenetelmää tunteva opettaja konsultoi joukon sopivia säätöparametrejä kulloinkin valittavaan valmistusmenetelmään.

Kuva 1. Opiskelijat suorittavat koeajoa todellisella, teollisuudessakin tyypillisesti käytössä olevalla tuotantolaitteella. (Kuva: Pekka Lavikainen)

Varsinainen suunnitelman mukainen koeajo suoritetaan laboratoriossa valmistustekniikan hallitsevan opettajan opastuksen jälkeen itsenäisesti. Opiskelijat saavat varsin vapaat kädet edellä konsultoitujen parametrien valintaan ja säätöön. Opettajan tehtäväksi jää ainoastaan pitää huolta siitä, että parametrit ja niiden suuruusluokat ovat yleisellä tasolla käyttökelpoiset ja koeajolla on edellytykset onnistua. Tämä onnistumisen tunne on erityisen tärkeää, jotta opiskelijoille jää harjoituksesta myönteinen kuva. Kun koeajojärjestelmä on realistinen ja toimiva, sillä varmistetaan paremmat oppimistulokset. Koeajot suoritettuaan, opiskelijat ottavat tunnilla tekemänsä laskentatyökalut käyttöön ja suorittavat optimaalisimman parametriyhdistelmän määrittämisen. Tämän jälkeen suoritetaan tarkistusajo, jossa todetaan menetelmän toimivuus ja mahdollisten poikkeamien analysointi. Jos poikkeamia havaitaan, tarvitaan niiden selvittämiseen pohdintaa sekä valmistusmenetelmän, että laatutekniikan työkalujen toiminnan kannalta. Tämä toimii myös samalla erittäin hyvänä harjoituksena menetelmien syvällisemmän ymmärtämisen kannalta.

Kuva 2. Opiskelijoiden laatima työkalu analyysin tekemiseksi. Parametrien laadussa ja arvoissa on ehkä jouduttu konsultoimaan ohjaavia opettajia. (Kuva: Pekka Lavikainen)

Yhteisopettajuudelliset simulaatiot olleet käytössä jo pitkään

Vastaavia useamman opettajan vetämiä kursseja, joissa erityisesti toteutetaan todellisia työelämässä esiintyvien prosessien mukaista simulaatiota, tehdään tekniikan alalla useita. Simulaatioita joissa useampi eri osaamisalueen opettaja toimii yhdessä saman kurssin opettajina, on ollut tekniikan alalla kaikissa koulutusohjelmissa jo vuosia. Kurssin teema on ollut lähes poikkeuksetta osaamisperusteinen, jolloin kurssi voi muodostaa kokonaisen laajemman alueen, joka on tyypillinen jollekin todelliselle teolliselle osaamiselle. Projektioppiminen ja ongelmalähtöinen oppiminen on havaittu hyviksi menetelmiksi toteuttaa käytännössä osaamisperusteista yhteisopettajuutta ja sitä onkin jatkuvasti kehitetty jo koko 2000-luvun ajan. Laboratorioiden merkitystä ei voi vähätellä missään muodossa, niin testaamisen, kuin myös käytännön harjoittelun kannalta. Tekniikan alalla simulointi koetaankin enemmän prosessien todellisina kokeiluina ja mallintamisena, eikä niinkään toiminnan ja tilanteiden simulointina ja kauko-ohjaamisena.

Uusiin tiloihin muutettaessa yhteisopettajuus tulee varmasti saamaan uusia ulottuvuuksia, jotka nähdään mahdollisuuksina simuloida laajempia työelämän prosesseja eri alojen välillä. Seuraavaksi tulisikin luoda verkostoja mahdollisten koulutusalojen välisten kokeilujen toteuttamiseksi käytännön tasolla. Niitä tulisi kokeilla ja niistä tulisi poimia toimivat käytännöt henkilöstön tietoisuuteen sekä hylätä toimimattomat käytännöt välittömästi. Opettajat voisi velvoittaa kokeilemaan mahdollisuuksien rajoissa uusia käytäntöjä, ja tekemään niiden toiminnasta arvioinnin. Tällä tavalla voisimme kehittää opettajuutta uudelle tasolle käytännön tekemisen ja tiedon jakamisen avulla.

Kirjoittaja

Lehtori Reijo Heikkinen toimii materiaali- ja valmistustekniikan opettajana LAMKissa tekniikan alalla.

Julkaistu 22.3.2017

Tiedon muuttumisen huomioiminen IT-opetuksessa

LAMK Pro, Uudistava oppiminen

Tiedon määrän arvioidaan kaksinkertaistuvan joka vuosi. Samaan aikaan tieto myös vanhenee uuden tiedon korvatessa vanhaa. Tämä vanhenemisnopeus on merkittävästi hitaampi, mutta IT-puolella arviot vaihtelevat 2,5 vuodesta seitsemään vuoteen. Miten koulutusohjelmaa pitää lähestyä, jos sen kuluessa tiedon määrä ehtii yli kymmenkertaistua ja merkittävä osa tiedosta ehtii vanhentua ennen kuin opiskelija edes valmistuu?

Kirjoittaja: Aki Vainio

Tiedon muuttuminen

Kun ala kehittyy nopeasti, uudet työkalut korvaavat vanhoja työkaluja, uudet teoriat tekevät vanhoista teorioista tarpeettomia ja huomion keskipiste siirtyy. Tämä tarkoittaa, että alan ammattilaisen osaaminen vanhentuu.

Puoliintumisajan käsite lainattiin fysiikasta. Fysiikassa se tarkoittaa aikaa, jossa puolet aineesta on hajonnut toisiksi aineiksi. Kun puhutaan tiedon puoliintumisajasta, sillä tarkoitetaan aikaa, jossa puolet tiedosta on huomattu vääräksi tai on korvautunut uudemmalla, paremmin todellisuutta vastaavalla tiedolla, tai uudet työkalut ja menettelytavat ovat korvanneet vanhoja.

Vanheneminen tunnistettiin ensimmäisen kerran 60-luvulla. Tällöin arvioitiin, että insinöörin osaaminen puolittui 1920-luvulla noin 35 vuodessa, mutta nopeus oli kasvanut 60-lukuun mennessä noin 10 vuoteen. Nyt arviot liikkuvat IT-alalla 2,5 vuodesta seitsemään vuoteen ja ei ole mitään syytä olettaa, että tämä nopeus ei kasvaisi tulevaisuudessa entuudestaan. (Charette 2013.)

Kuva 1. Tiedon puoliintumisajan vaikutus (kuva: Aki Vainio)

Kuva 1 olettaa, että koko tradenomitutkinto koostuu tiedosta, jolla on tällainen puoliintumisaika, joten se on parhaimmillaankin suuntaa antava, mutta tutkintonsa aikataulussa suorittaneen opiskelijan 210 opintopisteen tutkinnosta olisi paremmassakin tapauksessa kymmenen vuoden jälkeen alle 100 opintopistettä jäljellä. Huonommassa tapauksessa jäljellä on enää 25 opintopisteen edestä.

Samaan aikaan tiedon määrä tuplaantuu vuosittain (Schilling 2013). Esineiden internetin odotetaan kasvattavan tätä nopeutta merkittävästi lähitulevaisuudessa, mikä puolestaan kasvattaa entisestään myös tiedon puoliintumisaikaa tilanteen muuttuessa nopeasti.

Miten tämän pitäisi näkyä opetuksessa?

Olisi helppo kuvitella, että tämän tilanteen pitäisi vaikuttaa opetukseen merkittävästi, mutta näin ei ole. Opettaja ei voi ennustaa tulevaisuutta, joka pohjautuu tietoon, jota ei ole vielä olemassa. Otetaan esimerkiksi Ohjelmistoliiketoiminta (Hyvönen 2003). Se on ainut alansa oppikirja Suomessa. Sen julkaisun jälkeen tilanne muuttui nopeasti. Seuraavana vuonna Facebook mullisti ohjelmistokehitystä tuomalla alustan, jolle kehittää tuotteita, vuotta myöhemmin Nokia kokeili sovelluskauppaa, mutta Applen App Store muutti 2007 alan täysin, SaaS-ajattelu siirsi ohjelmistot pois työpöydältä verkkoon ja nykyisin monet tuotteet ovat yksinkertaisia palikoita, joita on helppo liittää muihin tuotteisiin, kuten esimerkiksi sivustoille sijoitettavat Googlen kartat. On vaikea arvioida, kuinka suuri osa kirjasta on vanhentunut viimeisen 14 vuoden aikana, mutta jo jotain niinkin perustavanlaatuista, kuin alan liiketoimintamallit, muuttui muutamassa vuodessa täysin.

Jos Hyvönen ei osannut ennakoida näitä muutoksia, jotka tapahtuivat hyvin nopeaan tahtiin, miten opettaja voi niihin vastata, erityisesti, kun koulun on sitouduttava useamman vuoden koulutusohjelmaan jo siinä vaiheessa, kun opiskelija hakee koulutukseen?

Tilannetta pahentaa edelleen se, että korkeakouluilla on nyt vastuuta yhteiskunnallisesta vaikuttamisesta. Käytännössä tämä tarkoittaa yhteistyötä yritysten kanssa, mistä on monia hyötyjä kummallekin osapuolelle, mutta samaan aikaan yrityksillä on lyhytaikaisia tavoitteita, kun taas opiskelijoilla on pitkäaikaisia tavoitteita. Nämä eivät välttämättä kohtaa, vaikka opiskelijat pääsääntöisesti pitävätkin yritysyhteistyöstä, koska eivät näe tähän liittyviä ongelmia.

Kaikki tämä kuulostaa pahalta, mutta käytännössä IT-puolella pyritään toimimaan tavalla, joka mahdollistaa oppimisen riippumatta alan erityisongelmista tiedon eliniän suhteen. Niin kuin monella muullakin alalla, työskentely IT-puolella on jatkuvaa ongelmanratkaisua. Jos joku on tietyn ongelman ratkaissut, se on alan luonteen vuoksi helposti monistettavissa, joten sitä ongelmaa ei tarvitse ratkaista uudestaan.

Kursseilla käytettävät työkalut ovat toissijaisia. Ne muuttuvat kuitenkin koko ajan. Sen sijaan on tärkeää, että opiskelija omaksuu alan ajattelutavan ja oppii oppimaan alalla tarvittavaa osaamista. Tämän jälkimmäisen pohjana toimii riittävän laaja alan tuntemus, jotta uuden tiedon omaksuminen on riittävän helppoa. Tämän lisäksi, on tärkeää, että opiskelija oppii työskentelemään tiimeissä, koska ne ovat työelämässä tärkein työkalu oppimiseen. Merkittävä syy moderneille tiimirakenteille on juuri se, että ne mahdollistavat oppimisen, kun tietoa jaetaan vapaasti (Kniberg 2014a ja 2014b), mutta samaan aikaan kenenkään ei pitäisi joutua käyttämään liikaa aikaa työtovereidensa opettamiseen, vaan jokaisella pitäisi olla ainakin jonkinlainen käsitys alasta, jonka varaan rakentaa.

Johtopäätös

Maailman nopea muuttuminen ei vaadi välttämättä jatkuvaa reagointia ja ennakointia. Päinvastoin. Saattaa olla, että jatkuva muutos saattaa kiinnittää huomion vääriin asioihin, mikä saattaa heikentää opiskelijan kykyä ylläpitää omaa osaamistaan koko uransa ajan.

Opiskelijan saattaa olla vaikea nähdä välittömien tarpeiden yli ja ymmärtää, että se työkalu, jota hänen kesätyönantajansa käytti, ei ole välttämättä ratkaisu, joka on käytössä vielä hänen valmistuessaan tai ainakaan kymmenen vuoden kuluttua, mutta samaan aikaan hän haluaa kuitenkin ammatin koko uralleen. Opettajan varsinainen haaste on sovittaa yhteen nämä tavoitteet, mutta jatkuva muuttuminen on ilmeinen virhe.

Tämä ei kuitenkaan tarkoita, etteikö opetusta tulisi kehittää jatkuvasti. Sen pitäisi kuitenkin keskittyä nimenomaan menetelmiin, ei niinkään sisältöihin. Toki vanhentuneet sisällöt tulee muuttaa, mutta jos sisällöt on valittu oikein, tätä ei pitäisi tapahtua kovin usein.

Lähteet

Charette, R.N. 2013. An Engineering Career: Only a Young Person’s Game? [viitattu 15.2.2017]. Saatavissa: http://spectrum.ieee.org/riskfactor/computing/it/an-engineering-career-only-a-young-persons-game

Hyvönen, E. (toim.) 2003. Ohjelmistoliiketoiminta. Porvoo, Suomi: WSOY.

Kniberg, H. 2014a. Spotify Engineering Culture, part 1 [viitattu 15.2.2017]. Saatavissa: https://labs.spotify.com/2014/03/27/spotify-engineering-culture-part-1/

Kniberg, H. 2014b. Spotify Engineering Culture, part 2 [viitattu 15.2.2017]. Saatavissa: https://labs.spotify.com/2014/09/20/spotify-engineering-culture-part-2/

Schilling, D.R. 2013. Knowledge Doubling Every 12 Months, Soon to be Every 12 Hours [viitattu 15.2.2017]. Saatavissa: http://www.industrytap.com/knowledge-doubling-every-12-months-soon-to-be-every-12-hours/3950

Kirjoittaja

Aki Vainio opettaa tietojenkäsittelyä liiketalouden ja matkailun alalla, on ehtinyt unohtaa enemmän asioita kuin osaa tänä päivänä ja on riittävän nörtti tarkistaakseen, että 2,5 vuoden puoliintumisaika vastaa luonnossa parhaiten Natrium-22-isotooppia.

Julkaistu 22.3.2017