Fysiikan laboratorio-opiskelua etänä

Fysiikan laboratoriomittaukset kuuluvat liki jokaisen insinööriopiskelijan opetussuunnitelmaan. Käyttämällä luovaa mielikuvitusta myös näitä voidaan tehdä etänä, mikä korona-aikana olikin välttämätöntä, kun laboratoriotiloihin ei ollut asiaa.

Kirjoittaja: Juha Pere

Etätyöskentelyn voidaan ajatella edistävän kestävää kehitystä, koska se vähentää ihmisten liikkumistarvetta ja siten vähentää liikenteen tuomina ongelmia kuten ilmansaasteita ja melua. Laboratorio-opiskelu ja työpajaharjoittelut on perinteisesti aina ajateltu toiminnaksi, jota ei voi mitenkään tehdä etänä kotoa. Fysiikan laboratoriomittaukset muodostaa tässä omalaatuisen poikkeuksen, koska luovaa mielikuvitusta käyttäen näissä ei välttämättä tarvita kalliita ja erikoisia laitteita, kun pelkällä kellolla, rullamitalla, keittiövälineillä ja lämpömittarillakin saadaan jo monta erilaista harjoitusta aikaan. LAB-ammattikorkeakoulun tekniikan alan monimuoto-opetuksessa etälaboratoriomittauksia onkin kokeiltu menestyksekkäästi jo muutaman vuoden ajan ja keväällä 2020 koronatilanteen vuoksi kaikilla LABin tekniikan alan ryhmillä, joilla fysiikan laboratoriotöitä on. Tulokset ovat lupaavia, vaikka ongelmiakin tietysti on. Fysiikan laboratoriotyöt kuuluvat LAB-ammattikorkeakoulussa liki kaikkien Teknologia-yksikön ryhmien koulutukseen.

Ongelmia laboratoriotöiden etäharjoittelussa

Fysiikan laboratoriotyöt ovat periaatteessa kuten mitkä tahansa laboratorio- tai työpajaharjoitukset: opettaja laatii työohjeen ja varmistaa, että opiskelijalla on tarvittavat välineet tehtävän suorittamiseen. Suurin etäopetuksen ongelma liittyykin näiden ohjeiden tulkintaan. Vaikka opettaja laatisi ohjeet kuinka tarkasti ja harkitusti, voi opiskelija aina ymmärtää ne eri tavoin kuin miten opettaja on asian tarkoittanut. On hyvin turhauttavaa niin opettajalle kuin opiskelijallekin todeta, että muuten hyvä raportti, mutta teitte eri asiaa kuin mitä käskettiin. Lähiopetuksessa laboratoriossa tilannetta seuraava opettaja näkee hyvin nopeasti, jos opiskelijat eivät tee harjoitusta kuten se on tarkoitettu tehtäväksi. Yleisesti ottaen opettajalla on aina painavat perusteet sille, että miksi työ pitää tehdä niin kuin se on ohjeissa kirjoitettu ja miksi ei ollut mahdollisuutta soveltaa omia ajatuksia. Syyt voivat liittyä mittaustarkkuuteen, työturvallisuuteen, laitteiden kestävyyteen, tuloksen oikeellisuuteen ja joskus toki myös kulttuuriin eli miten asioita insinöörien on tapana esittää ja tehdä.

Kotityöskentelyssä laaja mittalaitteiden kirjo jää pois

Suuren ongelman fysiikan etälaboratoriotyöskentelyssä muodostaa myös käytettävien mittalaitteiden rajallisuus. Rullamitalla ja viivoittimella voidaan mittailla tilavuuksia ja pinta-aloja ja jos on keittiövaaka, niin myös kappaleiden tiheyksiä. Kello mahdollistaa nopeusmittaukset esim. työmatkan keskinopeus viikon aikana, litramitta keittiössä nesteen vähenemisnopeuden mittaukset normaalissa limpparin hörppäilyssä vaikkapa elokuvaa katsellessa ja lämpömittari nesteen lämpenemisen tai jäähtymisen mittaamisen. Tällaiset mittaukset saattavat tuntua insinöörikoulutuksessa sangen turhanpäiväisiltä, mutta niiden avulla voidaan kuitenkin havainnollistaa tehokkaasti tulosten käsittely, mittausvirheen tarkastelu, graafisten esitysten laadinta, taulukointi sekä raportin kirjoitus. Puuttumaan jää yleisiin perustyökaluihin tutustuttaminen, kuten työntömitta, mikrometriruuvi, yleismittari ja oskilloskooppi sekä monta muuta eri alojen mittalaitetta, joita opettaja ei voi ajatella opiskelijoilla ostattavansa muutaman opintopisteen opintojaksokokonaisuuden vuoksi. Mikään opetusvideo ja ohjekirja ei voi korvata itse käsin tekemistä.

Työturvallisuuskysymyksiä ei voi sivuuttaa

Työturvallisuuskysymykset ovat myös ongelma etätyöskentelyssä. Mitään vähäisiäkään vaaratilanteita aiheuttavia harjoituksia ei voi edes harkita teettävänsä opiskelijoilla valvomattomissa olosuhteissa. Lisäksi annettujen ohjeiden virheellinen tai epätarkka tulkinta aiheuttaa aina omat riskinsä. Esimerkiksi yhdessä mittauksessa oli tarkoitus mitata veden lämpenemistä tai jäähtymistä ihan mukissa pöydällä. Ohjeissa luki, että älä käytä sen kuumempaa vettä kuin mitä hanasta tulee, mutta silti yksi ryhmä oli laittanut mukiin kiehuvaa vettä. Riski ei ole iso ja käyttäähän toki kaikki kiehuvaa vettä joka päivä vaikkapa kahvinkeiton tai ruuanlaiton yhteydessä, mutta jossakin toisessa tilanteessa vähäiseltä tuntuva ohjeiden tarkoituksellinen virhetulkinta voi aiheuttaa todellisen vaaratilanteen.

Pelkkä etätyöskentely ei riitä

Opiskelijoiden työtaakka on suurempi etätyöskentelyssä kuin vierestä ohjatussa. Tämä aiheutuu yksinkertaisesti siitä, että samassa luokassa ohjaamassa kulkevalta opettajalta saa heti vastaukset kysymyksiin, kun kotona asian parissa puurtava voi käyttää saman asian selvittämiseen tunti tolkulla aikaa höystettynä muutamilla harharetkillä virheellisten yritelmien parissa.

Monimuoto-opiskelussa fysiikan laboratoriotöiden teettäminen etänä puolustaa hyvin paikkaansa, mutta tässäkään en aivan kokonaan siirtäisi etätyöskentelyyn fysiikan laboratoriotöitä. Alussa on hyvä kokoontua muutama kerta lähityöskentelyyn, jotta saadaan perustoimintarutiinit aikaan niin mittausmenetelmien, työturvallisuuden kuin raporttien laadinnankin näkökulmista. Lisäksi näillä muutamalla lähikerralla saadaan myös monimuoto-opiskelijoille tutuiksi kyseisen alan perustyökalut, joita kotioloissa ei pääse itse omin käsin tutkimaan.

Kirjoittaja

Juha Pere työskentelee fysiikan opettajana LAB-ammattikorkeakoulussa Teknologia-yksikössä ja on opettanut fysiikan laboratoriotöitä tekniikan alan opiskelijoille noin neljännesvuosisadan.

Artikkelikuva: Fysiikan laboratoriotila osoitteessa Ståhlberginkatu 10 ennen muuttoa Mukkulaan (kuva: Juha Pere)

Julkaistu 20.5.2020