Photonics Explorer Kit: Valo-opin kokeellinen opetuspaketti yläkouluun, lukioon ja ammatilliseen koulutukseen
Fotoniikka eli valo-oppi on tällä hetkellä yksi tärkeimmistä fysiikan osa-alueista, joskin sen kouluopetus on lähivuosina vähentynyt muun muassa opetussuunnitelmauudistusten yhteydessä. Suuret ryhmäkoot ja vanhat demonstraatiovälineet voivat entisestään vaikeuttaa valo-opin opettamista. Näihin ongelmiin on kuitenkin olemassa valmis täsmälääke: Photonics Explorer Kit.
Photonics Explorer Kit (lyhennettynä PEK) on brysseliläisen voittoa tavoittelemattoman järjestön, EYESTvzw:n, kehittämä valo-opin kokeellinen opetuspaketti, joka on suunniteltu yläkoulu- ja lukiotasoille soveltuen myös ammatilliseen koulutukseen. Paketin avulla opettaja voi tukea valo-opin oppimista innostavien kokeiden ja ryhmätöiden kautta ja samalla kehittää omaa osaamistaan hyödyntäen paketin opetusmateriaaleja, jotka Itä-Suomen yliopiston LUMA-keskus on kääntänyt suomenkielisiksi.
PEK:n työt ja välineet tuovat abstraktit fotoniikan ilmiöt silmin havaittaviksi ja käsin koettaviksi. Lisäksi ne avaavat käytännönläheisen oppimisväylän valo-opin sisällöistä niiden teknologisiin sovelluksiin, mikä tukee aihepiirin oppimisen lisäksi sen kiinnostavuutta.
Paketti on kehitetty kattamaan yläkoulun ja lukion valo-opin tärkeimmät osa-alueet eri moduuleissa. Jokainen moduuli sisältää keskustelua, kokeiden tekemistä ja ongelmanratkaisua ryhmissä paketin mukana tulevien komponenttien ja välineiden avulla. Moduuleista neljä on suunnattu yläkouluun ja kolme lukioon. Kahdeksas moduuli, nimeltään ”Tieteentekijän työ”, keskittyy rohkaisemaan erityisesti tyttöjä tieteen ja tekniikan aloille, ja sopii näin ollen kaikenikäisille oppilaille. Moduulit sopivat käytännönläheisen työskentelynsä myötä myös ammatilliseen koulutukseen. Keskeiset aiheet sekä sisällöt esitellään seuraavassa kuvassa.
Moduulien sisältämien töiden ja kokeiden suorittamiseksi paketissa on yli 110 kestävää ja helppokäyttöistä työvälinettä, mikä mahdollistaa kymmenen ryhmän työskentelyn samanaikaisesti. Esimerkiksi, jos tutkitaan valon diffraktiota, paketissa on 10 laser-moduulia ja 10 diffraktiohilaa, jolloin kolmen hengen työryhmissä välineet mahdollistavat 30 oppilaan samanaikaisen kokeellisen työskentelyn. Monipuolinen paketti on hankittu noin 80 suomalaiseen kouluun, joissa paketin vastaanottaneet opettajat ovat antaneet siitä hyvää palautetta:
| Paketissa on riittävä määrä välineitä, jotta koko ryhmä pääsee tekemään tutkimuksia valo-opista.
Paketti on kätevän kokoinen ja sisältää helposti käsiteltävät peruspalikat valo-opin töihin. Lisäksi osa välineistä on laadukkaampia kuin meidän vanhat. |
Jokainen moduuli sisältää aiheeseen liittyvän työohjeen oppilaille, opettajan tuntisuunnitelmat sekä didaktiset ohjeet, ja tunnin päätteeksi voi oppilaille jakaa vielä aiheeseen liittyvät tietosivut tukemaan oppimista. DVD-levyllinen oheismateriaalia on myös vapaasti käytettävissä, ja toki välineistöä voi hyödyntää myös muiden oppiaineiden opetuksessa.
EYESTvzw on lupautunut korvaamaan vioittuneet komponentit maksutta.
Jotta opettajan työtaakkaa ei kokeellisen toiminnan myötä kasvatettaisi, moduulien tuntisuunnitelmat on suunniteltu erittäin johdonmukaisiksi, kattaviksi ja ohjaaviksi. Jokaiselle tunnille on luotu kuin juoni, jota opettaja voi halutessaan seurata, ja ohjata keskustelua sekä kokeilemista niin, että opiskeltava asia etenee loogisesti. Tietoa, kysyttävää ja kokeiltavaa on runsaasti, ja oppilaiden mahdolliset kysymykset, vasta-argumentit ja yleiset harhaluulot on myös huomioitu. Oppilaita pyydetään usein perustelemaan mielipiteensä ilmiöistä ja niiden perimmäisistä syistä, mitä sitten kokeellisesti varmistetaan tai korjataan. Seuraavissa kuvissa voi tutustua ensimmäisen moduulin opettajan ohjeiden alkuun.
Poiketen koulutustarvikkeiden yleisestä hintatasosta, PEK on suhteellisen edullinen hankinta: yhden materiaalipaketin hinta on 150€ VAT
Pakettiin liittyvä koulutus auttoi sen käyttöönotossa merkittävästi. Vaikka osa töistä on samoja vanhoja, sai koulutuksessa uusia ideoita ja aikaa kokeilla aiempaa pienempien välineiden käyttöä.
Levitystoiminnan tavoitteena on tukea valo-opin kouluopetusta ja lisätä oppilaiden ja opettajien tietoisuutta ja kiinnostusta fotoniikasta ja sen asemasta mahdollistavana teknologiana, jotta tulevaisuuden haasteisiin ja tarpeisiin pystytään varmasti vastaamaan. Fotoniikka on nopeasti kasvava tieteen ja teknologian ala, jonka osaajista on jo nyt huutava pula Suomessa sekä maailmanlaajuisesti.PEK on erittäin suosittu varsinkin Euroopan maissa, ja pakettia on jaettu maailmalle yli 3500 pakettia, joista Suomeen on saatu aikaisemmin mainitut noin 80 kappaletta. Maailmanlaajuisesti sadat tuhannet oppilaat ovat käyttäneet pakettia. Suomessa suurin osa paketeista on hankittu pääkaupunkiseudulle, Tampereen alueelle sekä Itä-Suomeen. PEK:n laaja-alaisempaan levittämiseen ovat liittyneet LUMA-keskuksen Suomi -verkoston lisäksi kansallinen fotoniikan PREIN-lippulaivahanke sekä Photonics Finland.
Luodaan yhdessä Suomelle valoisa tulevaisuus!
Artikkelin kirjoittaja on valmistunut Itä-Suomen yliopiston fotoniikan maisteriohjelmasta, työskentelee Fotoniikan instituutilla sekä kansallisessa fotoniikan PREIN-lippulaivahankkeessa, ja keskustelee mielellään kaikesta fotoniikkaan liittyvästä.
