Suomelle hopeaa ja pronssia Euroopan fysiikkaolympialaisista
Suomi menestyi hyvin 19.7.2024 päättyneissä Euroopan fysiikkaolympialaisissa (EuPhO) Georgian Kutaisissa. Kilpailuun osallistui 256 lukiolaista yli viidestäkymmenestä eri maasta. Kansainväliset fysiikkaolympialaiset järjestettiin tänä vuonna Iranissa, jonne lähteminen ei matkustustiedotteen nojalla ollut mahdollista. Suomelle ja useimmille Euroopan maille kyseessä oli siis kauden pääkilpailu. Samasta syystä kilpailussa oli tänä vuonna poikkeuksellisen paljon Euroopan ulkopuolisia vierailijamaita, mikä teki tapahtumasta kaikkien aikojen suurimman.
Oskari Virtanen (Lahden Lyseo) palkittiin suorituksestaan hopeamitalilla. Mikkelin lukion Veikka Karonen saavutti kilpailussa pronssimitalin. Suomen väreissä Kutaisissa kilpailivat myös Tomi Litkey (Otaniemen lukio), Tove Tiedemann (Gymnasiet Lärkan) ja Daniel Rasmus (Porin Lukio). Suomen joukkueen johtajina Georgian järjestämissä kilpailussa toimivat Lasse Franti Savonlinnan lyseon lukiosta ja Eppu Leinonen Helsingin yliopistosta. Joukkueen jäsenistä Veikka Karonen ja Tomi Litkey edustivat Suomea osana varusmiespalvelustaan.
Neljän tieteen kisoista Euroopan fysiikkaolympialaisiin
Suomen olympiajoukkueen valintaprosessi alkaa MAOL ry:n lukiolaisille järjestämästä Neljän tieteen kilpailusta. Matematiikan, kemian ja tietotekniikan kilpailujen lisäksi käytävästä fysiikan kilpailusta kutsutaan olympiavalmennukseen noin 40 parhaiten menestynyttä lukiolaista. Kutsuja saavat sekä perussarjassa että avoimessa sarjassa menestyneet. Valmennuksen ensimmäisessä vaiheessa opiskelijoille toimitetaan ongelmanratkaisutehtäviä, joiden tarkoituksena on syventää ja laajentaa osaamista fysiikkaolympialaisissa vaadittavaa tasoa ja vaatimuksia kohti.
Tehtävät eroavat lukiotehtävistä jonkin verran. Erona perinteisiin lukion fysiikan oppikirjatehtäviin on erilaisten ratkaisutapojen ja avoimien aineistojen luova hyödyntäminen sekä soveltava tiedonhaku – kavereilta, internetistä, korkeamman tason oppikirjoista tai omalta fysiikan opettajalta.
Kirjeiden lisäksi kilpailijat voivat tutustua erityisesti olympiafysiikan näkökulmasta laadittuihin valmennusmateriaaleihin, jotka löytyvät valmennuksen nettisivuilta (www.jyu.fi/ipho). Näitä voi soveltaa myös esimerkiksi ylöspäin eriyttävään toimintaan lukiotasolla.
Perussarjan kirjevalmennuksen perusteella kutsuttiin lukion ensimmäisen ja toisen vuoden opiskelijoita Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksella järjestetylle kokeellisen fysiikan viikonloppuleirille. Leirin aikana opiskelijat tutkivat muun muassa optiikkaa, aurinkokennojen ominaisuuksia ja mustien laatikoiden mysteereitä. Tutkimusten välillä rentouduttiin Nanotiedekeskuksen saunaosastolla, jossa ilta eteni virkistysohjelman ja mielenkiintoisten keskustelujen merkeissä. Valmennuksen alkuvaiheessa osoitetun osaamisen ja innostuksen perusteella kutsuttiin perus- ja avoimesta sarjasta noin 20 kilpailijaa järjestyksessään 21. vuosittaisiin Pohjoismaiden ja Baltian fysiikkaolympialaisiin, jossa valittiin sekä Suomen että Viron viisihenkiset edustusjoukkueet Euroopan fysiikkaolympialaisiin. Kaikki valintakilpailuun kutsutut tienasivat samalla myös mahdollisuuden opiskelupaikkaan Jyväskylän yliopiston fysiikan laitokselle. Kahdesta kilpailupäivästä koostuva kilpailu käytiin Tallinnassa 26-28. huhtikuuta. Tallinnan tehtäviin voi käydä tutustumassa tarkemmin kilpailun nettisivuilla (https://nbpho.ee/nbpho-2024/). Tehtävien ratkomisen lisäksi lukiolaisille oli järjestetty myös sosiaalista ohjelmaa, muun muassa opastettu vierailu Tallinnan vanhaan kaupunkiin sekä tiedesuunnistus.
Valmennuksen uudet tuulet
Tänä vuonna perussarjalaisten kirjevalmennusta varten perustettiin Discord-palvelin, jossa kirjevalmennettavat pystyivät keskustelemaan yhdessä tehtävistä. Positiivisen vastaanoton jälkeen palvelin päätettiin laajentaa koko valmennuksen käyttöön, ja valintakilpailuun valitut kutsuttiin palvelimelle, jossa heille järjestettiin etänä valintakilpailuun valmentavia teorialuentoja. Luennoilla käsiteltiin lukioon nähden syventävää teoriaa aina moniulotteisesta kinematiikasta kineettiseen kaasuteoriaan ja ratkottiin vanhoja kilpailutehtäviä tuoden esille kilpailuissa usein havaittavia ongelmanratkaisuideoita. Tästä uudesta valmennuksen kehityksestä voi lukea lisää valintakilpailua käsittelevässä Dimensio-lehden artikkelissa Pohjoismaiden ja Baltian fysiikkaolympialaiset 2024 (20.6.2024). Kun edustusjoukkue lopulta selvisi, järjestettiin heille vastaavanlaisia luentoja, joilla paikattiin aukkoja, joita ei valintakilpailun luennoilla ehditty käydä – esimerkiksi nesteiden yksinkertaista dynamiikkaa ja sähködynamiikan syventäviä osa-alueita kuten suprajohtavuutta.
Etäluentojen tavoitteena ei ole vain nostaa suomalaisten kilpailutasoa vaan tuoda myös esiin fysiikkaa lukion ulkopuolelta. Täten päästään syventymään siihen, mitä lukiossa opetetaan, ja tutustumaan siihen, mikä jää lukion oppimäärän ulkopuolelle. Täten fysiikkavalmennus tarjoaa myös vahvan pohjan mahdollisille fysiikan ja fysiikkaa sivuavien aineiden opinnoille yliopistossa.
Kansainvälistä valmennusyhteistyötä
Valintakilpailussa valituille Suomen ja Viron fysiikkaolympiajoukkueille järjestettiin jo vakiintuneen perinteen mukaisesti kaksi valmennusleiriä yhdessä Viron olympiavalmennusryhmän kanssa. Yhteistyö monipuolistaa molempien maiden valmennusta. Suomen erityisosaamista on kokeellisen tutkimuksen valmennus viisipäiväisellä valmennusleirillä Jyväskylän yliopistolla. Leirin osaamistavoitteisiin kuuluu mittaaminen ja anturit ongelmanratkaisussa, mittausasetelmien rakentaminen, mittausvirheanalyysi ja tulostenkäsittely. Näitä asioita harjoiteltiin yliopiston laboratoriotöiden lisäksi vuosien 2004–2021 fysiikkaolympialaisista hankituilla laitteistoilla. Kilpailutehtävien ratkominen vaihtelevasti sekä yksin että erilaisissa ryhmäkokoonpanoissa todettiin toimivaksi työtavaksi.
Kesäkuun kokeellisen valmennusleirin jälkeen joukkueet suuntasivat Viron Saarenmaalle teoreettiselle valmennusleirille. Leirillä opiskelijoita valmensivat Viron olympiaveteraanit Jaan Kaldan johdolla. Viikon aikana tutkittiin fysiikan teoriaa vanhoja olympiatehtäviä esimerkkeinä käyttäen. Ilmapiiri leireillä oli hyvä, ja opiskelijat ratkoivat tehtäviä yhdessä sekä luentojen aikana että niiden ulkopuolella. Discordissa käydyt etäluennot ja erityisesti aiempina vuosina osallistuneiden kilpailijoiden vertaisohjaus helpotti osaltaan joukkueita tiiviin valmennuspaketin omaksumisessa.
Fysiikkaa Kutaisissa
Teoriatehtävissä pohdittiin tällä kertaa puoliympyrän muotoiseen esteeseen törmäävän kiekon mekaniikkaa, avaruusalusten välisen relativistisen lahjojenvaihdon yksityiskohtia ja interferometrin optiikkaa. Kokeellisessa osassa aiheena oli pietsokiteen käyttäytyminen eri tilanteissa. Tehtävässä tarvittiin myös elektroniikan komponentteja ja superpalloa.
Aikaisempien vuosien tapaan suurin osa kultamitaleista meni Itä-Euroopan maiden edustajille. Parhailla yhteispisteillä absoluuttisen voiton ansaitsi tänä vuonna Romanian Rares-Felix Tudose. Tämän vuoden tilanteen takia mukana olleet vierailijamaat menestyivät myös hyvin, kuten aiempien kansainvälisten kilpailujen perusteella oli arvattavissa. Tehtävät ratkaisuineen löytyvät kilpailun kotisivuilta (https://eupho2024.kiu.edu.ge/).
Fysiikkaolympialaisissa jaetaan kulta-, hopea- ja pronssimitaleja sekä kunniamainintoja siten, että hieman yli puolet osallistujista saa jonkin palkinnon. Suomen valmennuksessa korostetaan myös kilpailun ulkopuolisia asioita, kuten mahdollisuuksia tutustua maailmanlaajuisesti kulttuureihin ja ihmisiin, joilla on samansuuntaisia kiinnostuksen kohteita, sekä tuoda esiin jatko-opintomahdollisuuksia matemaattis-luonnontieteellisillä aloilla. Lisäksi toiminnan toivotaan myös tekevän tutuksi luonnontieteilijän kansainvälisesti värittynyttä arkea niin opinnoissa, työssä kuin vapaa-ajallakin.
Paras vertailukohta Suomen menestykselle on muiden pohjoismaiden mitalisaalis. Tanska saavutti tänä vuonna hopean, pronssin ja kaksi kunniamainintaa ja Ruotsi pronssin ja kunniamaininnan, siinä missä norjalaiset jäivät kokonaan palkinnoitta. Säännöllisesti kultamitaleita saavien maiden joukkueet koostuvat tavallisesti melko pitkään kilpailuihin valmennetuista, luonnontiedepainotteisia kouluja käyvistä oppilaista. Pohjoismaiden kohdalla voidaan puhua lukiotietoja täydentävästä jatkovalmennuksesta. Useissa muissa maissa joukkueen jäsenet tulevat myös joka vuosi samoista kilpailutoimintaan keskittyvistä suurkaupunkien oppilaitoksista.
Kilpailupäivien lisäksi ohjelmassa on retkiä ja muuta isäntämaan järjestämää ohjelmaa. Kutaisi on yksi Euroopan pisimpään yhtäjaksoisesti asutettuna olleita kaupunkeja ja on koko olemassaolonsa ajan sijainnut eri kulttuurien risteyskohdassa. Kilpailijat tutustuivat kaupungin historiaan ja nähtävyyksiin, kuten kuuluisaan Valkoiseen siltaan ja suihkulähteeseen. Joukkueenjohtajat vierailivat myös muun muassa Motsametan luostarissa ja läheisessä tippukiviluolassa.
Kutaisin alueen ikivanha historia näkyi vierailuilla tuhatvuotisiin luostareihin ja kirkkoihin. Jo tätä ennen aluella olivat ehtineet vaikuttaa muun muassa kolkhit, makedonialaiset, roomalaiset, persialaiset, arabit ja mongolit. Aiemman historian ohella kilpailijat tutustuivat kattavasti myös nykypäivän Georgian perinteiseen ja moderniin kulttuuriin.
Ajatuksia valmennuksesta ja olympialaisista
Valmennukseen ja kilpailuihin osallistuneet ovat olleet tyytyväisiä kokemuksiinsa olympiavalmennustoiminnan parissa. Erityisesti kokeellinen leiri on koettu tarpeelliseksi ja virkistäväksi kokemukseksi, sillä lukio-opetus painottuu usein teoreettiseen ongelmanratkaisuun. Mittausrutiinin hankkimista on pidetty myös erittäin tärkeänä osana valmentautumista, sillä olympialaisten kokeellisessa osiossa Suomen kilpailijoilta jää usein vajaaksi tietojen ja taitojen sijaan käytettävissä olevan ajan ja työskentelytilan hallinta. Tästä huolimatta suomalaiset ja virolaiset pärjäävät hyvin kokeellisessa kilpailussa. Myös valmennusleirien luonnontieteiden kulttuuria ja sen sosiaalista luonnetta esiin tuova oheisohjelma, kuten epävirallinen opiskelun ja tutkimustoiminnan esittely sekä illanvietot, ovat saaneet kiitosta.
2025 Ranskaan
Ensi vuonna Suomen joukkue palaa jälleen kansainvälisiin fysiikkaolympialaisiin, jotka järjestetään Ranskassa. Kilpailupaikkana on pääkaupunki Pariisi. Uuden olympiajoukkueen valintaprosessi alkaa syksyllä MAOLin valtakunnallisesta fysiikkakilpailusta 31.10.2024, ja alkukilpailutulosten perusteella lähetetään ensimmäiset valmennuskirjeet. Olympiavalmennusryhmä toivoo, että fysiikan opettajat ympäri Suomen kannustaisivat opiskelijoitaan osallistumaan fysiikkakilpailuun ja valmennukseen. Vaikka alkukilpailumenestys ei riittäisikään loppukilpailupaikkaan, se johtaa usein kiinnittymiseen valmennusringin kautta kansalliseen ja kansainväliseen nuorten fyysikoiden yhteisöön. Loppukilpailutulokset eivät vaikuta olympiajoukkueen valintaan, sillä kansainvälisissä kilpailuissa menestyminen edellyttää lukiotietojen lisäksi myös kykyä omaksua uutta ja soveltaa oppimaansa uudentyyppisten ongelmien yhteydessä. Kiinnostuneiden opiskelijoiden on mahdollista päästä osallistumaan olympiavalmennukseen myös alkukilpailujen ulkopuolelta olemalla suoraan yhteydessä valmennusryhmään.
Kansainvälisten fysiikkaolympialaisten kilpailijoiden tulee olla alle 20-vuotiaita nuoria, jotka eivät ole aloittaneet korkeakouluopintojaan. Kilpailu käydään yksilöiden välillä, eikä maiden välisiä eroja tilastoida virallisesti. Suomessa hanketta koordinoi Matemaattisten Aineiden Opettajien Liitto MAOL ry ja Jyväskylän yliopisto. Kustannuksista vastaa Opetushallitus.
Lisätietoa kilpailu- ja valmennustoiminnasta
Lue lisää Neljän tieteen kilpailuista ja ilmoita koulusi mukaan: https://maol.fi/neljan-tieteen-kisat/
Suomen fysiikan olympiavalmennuksen kotisivu www.jyu.fi/ipho. Sivustolta löytyvä valmennusmateriaali soveltuu myös lukion fysiikkaan ylöspäin eriyttäväksi lisälukemistoksi.
