Aika luopua

Tämä blogi on tässä, eikä enää päivity. Fysiikan opettajana toivoisin argumentoivani ratkaisuni paremmin, mutta nyt vain tuntui tältä. Vanhan loppu on uuden alku.

Osaratkaisuja kuvaajakriisiin

Sähköisten kuvaajatehtävien piti olla minulle selvä asia jo ajat sitten. Ajattelin, että kuvaajien piirtäminen ja analysointi tehdään Logger Prolla. Jouduin kuitenkin ohjelman kanssa ongelmiin, jotka aiheuttivat vakavan kuvaajakriisin. Kriisi ei ole vielä ohi, mutta ratkaisuja on löytynyt jo lupaavasti.

Ongelmani alkoivat tehdessäni Logger Prolla kuvaajaa kevään 2014 ylioppilaskokeen tehtävään 2. Mikään malli ei sopinut, eikä pisteiden yhdistäminen ole ratkaisu. Mietin pitkään, onko vika tehtävässä vai välineessä. Ajatus, että tehtävä pitää muokata välineelle sopivaksi, oli minulle mahdotonta hyväksyä. Sain kuvaajan piirrettyä wxMaximalla Gnuplotiin, mutta ymmärsin, että tätä ei ainakaan ykköskurssilaisten kanssa tehdä.

Aloin kartella tehtäviä, joissa mittauspisteisiin ei sovi jokin Logger Prossa oleva valmis malli. Tuntui oudolta rajoittaa tekemistä ohjelman ominaisuuksien vuoksi. En pitänyt hyvänä ratkaisuna myöskään kuvaajan piirtämistä kynällä. Murehdin kaikkia niitä mittauksia, joista joudun tekniikan puutteiden vuoksi luopumaan. 

Aloittaessani Abitti-järjestelmään tutustumisen kokeilin kuvaajatehtäviä ensin LibreOfficella. LibreOffice ei soveltunut kuvaajan analysoimiseen, joten vaihdoin ohjelman GeoGebraksi. En ollut ihastunut GeoGebraan, mutta sain sillä tehtävät tehtyä. Kevään 2014 tehtävän 2 ongelma oli ratkaistu. 

Mallin sovittaminen mittausdataan on mielestäni ykköskurssilla ongelmallista. Miten valitaan sopiva malli, kun tunnetaan nimeltä vain suora ja paraabeli? Opetin ykköskurssilla kuvaajien piirtämisen kahden muuttujan regressioanalyysillä, jolloin mallin voi valita graafisesti. Vastaava menetelmä on ollut käytössä aikaisempina vuosina piirrettäessä kuvaajia Logger Prolla. Ensimmäisessä jaksossa tämä jäi ainoaksi menetelmäksi ja jouduin ongelmiin Abitti-tikun bugisen GeoGebran kanssa.

Yhden ratkaisutekniikan käyttäminen on riski. Tiedostin toisen jakson kurssien alkaessa, että GeoGebran käytössä on päästävä yhtä menetelmää pidemmälle. Minulla ei ollut aavistustakaan siitä, miten tämä käytännössä tehdään. Ymmärsin, että kuvaajia on harjoiteltava enemmän, mutta aikaa ei saa lisää. Päädyin ratkaisuun, jossa poistin Abitti-ympäristössä tehtävät harjoitukset. Suunnitelmakseni tuli katotaan. 

Kakkosjakson kursseilla kuvaajia tehtiin varsin samoin kuin ykkösjaksossa. Muokkasin hieman ohjeistusta opiskelijoiden työskentelystä tekemieni havaintojen perusteella. Olisin halunnut tehdä ohjeet valmiiksi ennen kurssien alkua, mutta kehitysvaiheeni GeoGebran käytössä ei tätä vielä mahdollistanut. 

Opetettuani kaksi viikkoa kakkosjakson kursseja julkaistiin fysiikan sähköisen ylioppilaskokeen tiedote. Tiedotteen kuvaajaohje oli pääosin ajatusteni mukainen, mutta ohjeistus ohjelman valitsemisesta siten, että sen ominaisuudet riitävät ratkaisun kaikkiin vaiheisiin hämmensi. Pitääkö tehtävän tekijän pohtia ensin vartti sopivaa ohjelmaa vai olisiko GeoGebra toiminnoiltaan riittävä?

Laitoin kurssilaiseni harjoittelemaan kuvaajia ylioppilaskokeen tehtävillä S12 t2 ja S15 t2. Ensimmäistä tehtävää ratkaistessaan opiskelijat ilmoittivat, että tulisi ihan hyvä suora, jos tuota yhtä pistettä ei olisi. Piste saatiin pistelistasta pois ja kuvaaja näytti hyvältä. Poistettu piste lisättiin omana pistelistana. 

Tehdessään ylioppilastehtävää S15 t2 opiskelijat ilmoittivat, että mikään malli ei sovi. Ihmettelin hieman, koska viime vuonna teimme saman tehtävän helposti Logger Prolla. GeoGebrassa valmiiden mallien valikoima on kuitenkin pienempi. Yritin sovittaa mittauspisteisiin funktion kirjoittamalla syöttökenttään Sovita[lista1, A*x^B]. Tämä ei näyttänyt toimivan, koska GeoGebra kysyi halutaanko luoda liukusäätimet. En halunnut liukusäätimiä, joten jätin komennon toteuttamatta ja kopioin funktion Logger Prolla tekemästäni sovituksesta. Valitsemamme ohjelman ominaisuudet eivät näyttäneet riittävän koko tehtävän tekemiseen, mutta saimme kauniin kuvaajan.

Kahden tai useamman ohjelman käyttäminen samassa tehtävässä ei ole ollut minulle ongelma. Mielestäni tarjolla olevia työvälineitä pitää käyttää monipuolisesti, eikä kannata lokeroitua yhden ohjelman rajoituksiin. Digiarkea on löytää ratkaisun kannalta mielekkäimmät välineet. Tämä on suunta, johon omia opiskelijoitani koulutan. Kaikkea ei voi kuitenkaan käyttää heti ja siksi jäin pohtimaan miten kuvaajanpiirto-ongelma voitaisiin ratkaista yhdellä ohjelmalla. 

Sain vinkin, että ongelmakseni muodostuneen kuvaajan voi piirtää GeoGebralla. Kokeilin uudelleen funktion sovittamista hylkäämälläni menetelmällä ja kuvaaja onnistui. Ratkaisu ei ollut mielestäni hyvä, koska siinä luotiin tehtävän kannalta turhat liukusäätimet. Menetelmälle ei ollut työssäni akuuttia tarvetta, joten annoin asian olla.

GeoGebra vaikuttaa helpolta ohjelmalta, koska se ehdottaa syöttökenttään kirjoitettaessa mahdollisia komentoja. Jos tietää, mitä pitää tehdä, malli näyttää löytyvän valmiina. GeoGebran komennot eivät kuitenkaan välttämättä ole pelkän muodon perusteella selviä, joten manuaaliakin on luettava. Tuntemani manuaalien lukija näytti minulle kuvaajan piirtämisen komennolla Sovita[ <Pistelista>, <Funktiolista> ]. Tämä olikin se komento, jota ongelmia aiheuttaneessa tehtävässä YO S15 t2 olisi pitänyt käyttää. 

   

GeoGebra ei ollut aluksi suosikkiohjelmani. Olen kuitenkin sitkeästi jatkanut ohjelman käyttöä ja koittanut löytää toimivia ratkaisuja lukiofysiikan tarpeisiin. Tällä hetkellä saan kuvaajatehtävissä tehtyä jo lähes kaiken haluamani. 

Prinsessapallon paikan kuvaajat. Mittausdata FY1.4_1617 ryhmän opiskelijat.

   

Tuntemuksia ensimmäisiltä LOPS2016 FY1-kursseilta

Syksyn suurin työ on ollut uusien FY1-kurssien opettaminen. Muuttunut opetussuunnitelma ja tuleva sähköinen ylioppilaskoe ovat haastaneet minua enemmän kuin olisin halunnut. 

Ensimmäisessä jaksossa opetin yhden FY1-kurssin. Alku ei ollut helppo. Koin, että en ole valmis kaikkeen edessä olevaan muutokseen. Kaipasin pause-nappia ja lisäaikaa miettimiseen. Tuntui, että kaikki se hyvä, jota olen kursseilleni aikaisempina vuosina kehittänyt on poissa. En nähnyt johdonmukaista kurssikokonaisuutta, jossa tiedot ja taidot kehittyvät luontevassa järjestyksessä monipuolisia työskentelymenetelmiä käyttäen. 

Ensimmäisen jakson ryhmäni oli mahtava. Uusien lukiolaisten into ja halu oppia uutta kantoi monen haparointini yli. Pahin kriisi tuli Abitti-tikulle päätyneestä bugisesta GeoGebrasta, mutta tästäkin selvittiin. Parasta oli kurssin lopulla teettämäni kokeellinen ryhmätyö, jossa opiskelijat suunnittelivat ja toteuttivat tutkimuksen liikeilmiöistä. Yhdessä tekeminen, luovuus, mittaaminen, mallintaminen ja tekniikan käyttö samassa tehtävässä on mielestäni fysiikan opiskelun timanttia.

Toisen jakson alkaessa tein kriittisen tarkastelun ensimmäiseen kurssitoteutukseeni. Päälinjoihin olin ihan tyytyväinen, mutta muutoksiakin oli tehtävä. Jotta aika riittäisi kaikkeen haluamaani, päätin pudottaa kurssilta pois Abitti-harjoitukset. Mietin Abitti-kokeessa tarvittavat fysiikan kannalta oleelliset tekniset taidot ja suunnittelin tältä pohjalta kurssin sähköiset tehtävät. Tämä ratkaisu tuntui ainoalta järkevältä, mutta samalla se ahdisti ja valvotti osin öitäkin.

Tänään oli ensimmäinen toisen jakson kokeeni. Jakson alussa tietokonetta uutena ja outona kapistuksena pitävät opiskelijat tekivät sujuvasti Abitti-kokeen. Kurssipalautteen perusteella parasta kurssilla olivat kokeelliset työt ja yhdessä tekeminen. Kivaa oli ja uutta opittiin.  

FY4-kurssin digikokeen tekniikkavalinnat

FY4-kursseillani oli tarkoitus pitää Abitti-koe. Jouduin kuitenkin palaamaan minulle vanhaan koetekniikkaan ja päädyin pitämään kokeet Peda.net-oppimisympäristössä. Miksi hylkäsin tällä kurssilla Abitin? Syynä oli kaavaeditorin puute. Visioni hyvästä fysiikan vastauksesta ei ole sarja ruutukaappauskuvia. Haluan arvioida johdonmukaisesti eteneviä ja helposti luettavia vastauksia.

Keskustelimme oppilaiden kanssa kurssin viimeisellä opetusviikolla kokeessa tarvittavista teknisistä menetelmistä. Onko kuvaajan piirtäminen mittasdatasta välttämätön vaatimus FY4-kurssikokeessa? Miten voimakuviot tehdään niin, että asia tulee selväksi ja aikaa ei mene hukkaan. Miten laskennallisiin tehtäviin ehtii vastata?  Mikä on fysiikan kannalta oleellista ja mikä vähemmän tärkeää?

Oppilaiden kanssa käytyjen keskustelujen pohjalta tein listan FY4-kokeessa tarvittavista sähköisen vastaamisen taidoista. Jotta oppilaat voisivat keskittyä kokeessa hyvien vastausten kirjoittamiseen, tein kokeeseen tekniikkaohjeen.

Peda.netin käyttöliittymä on arvioinnissa Abittia hankalampi. Yhtenäisten vastausten lukeminen on kuitenkin helpompaa kuin sekalaisten ruutukappauskuvien. Toivottavasti Abittiin saadaan pian kaavaeditori, joka mahdollistaa hyvän fysiikan vastauksen kirjoittamisen.

Abitti-tikun GeoGebran 5.0.270 bugi

Viikko ennen ensimmäisen koeviikon alkua FY1-kurssilla tehtiin Abitti-harjoituskoe. Kokeessa oli neljä tehtävää: monivalinta, lyhyt tekstivastaus, kuvaaja ja lasku. Olimme käyttäneet kurssilla kuvaajien piirtämiseen ja analysoimiseen GeoGebraa. Arvelin, että harjoituskokeessa kaikki saavat kuvaajatehtävästä luottamusta lisäävän onnistumisen.

Abitti-testimme hyytyi kohtaan, jossa GeoGebran laskentataulukossa olevasta mittausdatasta piti tehdä kahden muuttujan regressioanalyysi. Analysoi-nappia painamalla ei tapahtunut mitään.

Kerroin ongelmasta Twitterissä ja lähetin tiedon sähköpostilla Abitti-tukeen. Seuraavana aamuna sain viestin, jossa kerrottiin GeoGebran bugista. Abitti-tikun päivityksessä 30.8. on harmillisesti GeoGebran versio 5.0.270, jossa ei toimi kahden muttujan regressioanalyysi. Viasta on julkaistu tiedote Abitti-blogissa.

Kun ongelman syy oli selvinnyt, jäljelle jäi vielä ongelma. Meillä alkaa ensi viikolla ensimmäinen koeviikko ja käytössä on Abitti-tikku, jolla ei voi tehdä kuvaajia harjoittelemallamme tavalla. Kurssia on jäljellä kolme oppituntia, eikä suunitelmiin sovi uusien menetelmien opiskelu.

Tekniikkaongelma sai minut pohtimaan, mitä oikeastaan haluan kuvaajatehtävällä arvioida. Jos yksi nappi ei toimi, onko se koko tehtävän kaatava ongelma? Päädyin ratkaisuun, jossa liitän koetehtävään kuvaajapohjat. Opiskelijan tehtäväksi jää valita ensin kuvaajapohja, jossa koordinaattiakselit on oikein päin. Kuvaajapohjassa on valmiina funktiota, joilla voi kokeilla sopivaa mallia. Tästä eteenpäin tehtävän saa tehtyä tutulla tavalla.

FY1 ja sähköisen vastaamisen alkeet

FY1-kurssi aloitettiin mittauksilla. Ensimmäisessä työssä mitattiin ryhmissä kymmenen kertaa pallon putoamisaika. Mittaustulokset kirjoitettiin taulukkolaskentaohjelmaan LibreOffice Calc. Tuloksista laskettiin keskiarvo ja poikkeamat keskiarvosta. Pohdittavana oli, miksi tehdään mittaussarja ja kuinka luotettava saatu tulos on. Mietimme myös mittausmenetelmään liittyviä parannuksia. Sähköisen vastaamisen perusteista opittiin suureiden tunnusten ja yksiköiden merkitseminen. Taulukkolaskennasta opittiin laskukaavan kirjoittaminen ja viittaaminen soluihin. Taulukkolaskentatiedostot palautettiin sähköiseen oppimisympäristöön, jossa kommentoin palautukset.

Mittauksemme jatkuivat kurssin toisella tapaamiskerralla tiheyden määrittämisellä. Tehtävänä oli määrittää säännöllisen ja epäsäännöllisen muotoisten kappaleiden tiheydet. Mittaukseen käytettävinä välineinä olivat vaaka, työntömitta, mittalasi ja vettä. Mittausmenetelmissä oppilaita ei tarvinnut opastaa. Koska meillä oli vain 45 minuuttia aikaa, tehtiin laskut kynällä vihkoon. Sain ryhmiä kierrellessäni hyvän käsityksen suurelaskennan osaamisesta. Seuraavalla oppitunnilla opettelimme laskutehtävän tekemisen koneella.

Käytimme ensimmäiseen laskutehtävään LibreOfficea, jonka kaavaeditori on tämänkaltaiseen fysiikan tehtävään riittävän hyvä. Suureiden tunnusten kirjoittaminen kursiivilla ja yksiköiden kirjoittaminen kursivoimatta oli oppilaille jo taulukkolaskentatehtävästä tuttua. Kaavojen lisääminen tekstiin ei tuntunut ihmeelliseltä. Laskuharjoitus palautettiin pdf-muodossa oppimisympäristöön ja kommentoin palautetut ratkaisut.

Seuraavaksi siirryimme kuvaajiin. Kyselin oppilaiden aikaisempia kokemuksia kuvaajien piirtämisestä. Ruutuvihkoon tehdyt kuvaajat olivat tuttuja, mutta millimetripaperia ja koneella piirtämistä ei oltu kokeiltu. Kerroin oppilaille miltä hyvä kuvaaja näyttää ja teimme GeoGebralla harjoituskuvaajan. ( Ohje )

Kuvaajien piirtämistä jatkettiin omiin mittauksiin liittyvillä kuvaajilla. Oppilaat tutkivat kuminauhan venymistä, kun sitä kuormitettiin punnuksillla. Mittaustuloksista piirrettiin kuvaaja (m, x)-koordinaatistoon. GeoGebralla tehty kuvaaja kopioitiin ja liitettiin tekstidokumenttiin, joka palautettiin pdf-muodossa oppimisympäristöön. Annoin kuvaajasta palautetta niille, jotka olivat palauttaneet työnsä pyydetyssä muodossa ja ajoissa.

Toisessa kuvaajien piirtämiseen liittyvässä työssä tutkittiin heilurin pituuden vaikutusta heilahdusaikaan. Työssä mitattiin kymmenen heilahduksen aika, joten ennen kuvaajan piirtämistä piti laskea laskentataulukkoon yhden heilahduksen aika. Tämä oli GeoGebrassa uutta, mutta uusien arvojen laskeminen oli taulukkolaskentatehtävästä tuttua. 

Ensimmäinen matemaattiseen malliin liittyvä kuvaaja tuli vastaan tehtävässä, jossa piti määrittää nesteen tiheys ( YO K2013 t2 ). En ohjeistanut kuvaajan piirtämiseen käytettävää välinettä. Kuvaajia tehtiin ensin ruutuvihkoon, mutta nopeasti huomattiin, että siitä ei tule hyvä. Minulta kysyttiin onko jotain tarkempaa paperia. Muutama oppilas haki opettajanpöydällä olevasta laatikosta millimetripaperia. Arvelin, että tästä tulee mielenkiintoista ja niin tulikin. Ei mennyt kauaa, kun kysyttiin, voisiko kuvaajan tehdä sillä GeoGebralla. 

Kaksi viikkoa kurssin alkamisesta olimme valmiina ensimmäiseen Abitti-harjoitukseen. Opokurssilla oli opeteltu oman koneen boottaaminen, joten pääsimme nopeasti aloittamaan tehtävän. Kirjauduin omalla videotykkiin liitetyllä läppärillä mukaan harjoitukseen, jotta voin näyttää oppilaille miten vastaus tehdään. Sovelluksista löytyi tuttu GeoGebra ja kuvaajien piirtäminen oli nopeasti tehty. Tavoitteenani oli, että piirrämme kuvaajan ja opettelemme vastauksen kirjoittamisen kuvaliitteellä. Abitti-ympäristö ei näyttänyt hämmentävän oppilaita lainkaan, joten harjoittelimme GeoGebralla uutena asiana arvon lukemisen ja kuvaajan jatkamisen. Kuvakaappauksen ottaminen vaatii alussa jonkin verran harjoittelua, jotta rajaus on järkevä. Tästä syystä vastauksiin liitettiin kolme kuvaa.  

Kuvittelin, että Abitti-harjoituksen jälkeen kukaan ei halua vähään aikaan koskea koneeseen. Olin väärässä. Ehdotukseni viettää toinen oppitunti paperin ääressä sai täystyrmäyksen. Päädyimme vuorovaikutuksia ja voimia käsitellessämme piirtämään ensimmäiset voimakuviot koneella. Piirtämiseen käytettiin LibreOffice Draw -ohjelmaa, jota ei oltu aikaisemmin käytetty. Piirostyökalut olivat uutta tekniikkaa, mutta voimia nimettäessä kaavaeditori olikin jo tuttu. Voimakuviot palautettin pdf-tiedostona oppimisympäristöön ja sain ne nopeasti tarkistettua ja kommentoitua. 

Arvioin perjantaiaamuna pidetyn Abitti-harjoituksen vastaukset iltapäivällä opetustuntieni päätyttyä. Vaikka takana oli kolmenkymmenen oppitunnin viikko, en tuntenut väsymystä. Abitti oli oppilaiden mukaan helppokäyttöinen ja vastaukset näyttivät ensimmäiseksi harjoitukseksi todella hyviltä. Palautteen antaminen oli nopeaa. Yhden kommentoinnin tehtyäni siirryin käyttämään kopioi, liitä ja muokkaa -menetelmää. Tyytyväinen ope pääsi aloittamaan viikonlopun vieton hyvissä ajoin sohvan ja uuden Tekniikan Maailman kanssa.

Uusi alku

Ajoin torstai-iltana harrastukseeni ja mietin seuraavana aamuna koittavaa uuden opetussuunnitelman ensimmäistä FY1-kurssin aloitusta. Miten osaan aloittaa uutta? Mitä fysiikka on? Mitä kerron ensimmäiseksi? Mikä on lukiofysiikan ydin? Piirretäänköhän me kuvaajia millimetripaperille? Millä sähköisen vastauksen kaavat kirjoitetaan? Koskahan ne osaa bootata koneensa Abitti-tikulta? Ajatusprosessini keskeytyi havaintoon sateenkaaresta. Pysäytin auton ja otin kuvan. Kurssin aloituskuva on tässä.

Koska fysiikka on kokeellista, suunnittelin ensimmäiselle kaksoistunnille kaksi työtä. Kurssin alkuun liittyvien pakollisten kuvioiden jälkeen oppilaat pääsivät varsin nopeasti aloittamaan mittaukset. Kokeellinen ryhmätyöskentely oli käynnissä, kun oppituntia oli kulunut 18 minuuttia.

Ensimmäisessä työssä mitattiin pallon putoamisaika. Työvälineinä olivat alelaarista löytyneet pallomeripallot ja oppilaiden omien puhelimien kellot. Tulokset käsiteltiin taulukkolaskentaohjelmalla.

Toisessa työssä oppilailla oli tehtävänä valmistaa viiteen mukiin eri lämpöistä vettä ja järjestää mukit kylmimmästä kuumimpaan. Ensin tehtiin ryhmässä suunnitelma ja toteutuksen jälkeen selvitettiin lämpötilat mittaamalla tehtävän onnistuminen.

Ensi viikolla lisää kokeellisuutta, mittaamista ja tulosten käsittelyä. Tykkään tästä.

Abitti-koeviikko

Sopivasti ennen kevään viimeisen koeviikon alkua julkaistiin uusi Abitti-versio, jossa tehtävien laatiminen helpottui matemaattisten merkintöjen osalta. Tehtäviin on mahdollista tehdä matemaattiset merkinnät LeTeX-koodilla. Tätä kaivattua ominaisuutta oli pakko tuulettaa.

Käytin FY3- ja FY6-kurssieni Abitti-kokeissa varsin vakiintunutta digikoerakennettani. Kokeissa oli kahdeksan tehtävää, joista sai vapaasti valita kuusi. Tehtävissä oli monivalintaa, kuvaajien ja kuvien piirtämistä, selityksiä ja laskuja. Tekniikkaepävarmojen mielenrauhaa tuin ohjevideoilla ja vastausohjeella.

Kokeiden ensimmäisessä tehtävässä oli kuusi monivalintaa, joilla mittasin kurssien keskeisimpien asioiden osaamista. En laittanut monivalintatehtäviin kovin syvällistä pohdintaa vaativia kohtia. Halusin, että koe alkaa turvallisesti helpolla tekniikalla ja jokainen oppilas kokee osaavansa. Monivalintatehtävien teknisistä mahdollisuuksista on esimerkkejä aikaisemmassa bloggauksessa.

Toinen koetehtävä oli kuvaajan piirtäminen ja tulkinta. FY3-kurssin kokeessa oli mittausdata tutusta oppilastyöstä jousivakion määrittäminen. Ohjasin tehtävänannossa oppilaita tekemään ratkaisun vaiheittain. Tämänkaltainen ohje saattaa näyttää siltä, että ratkaisu kerrotaan valmiina. Ohjeistus ei kuitenkaan auta, jos asiaa ei osaa.

FY3-kurssin kokeessa suosituin ohjelma kuvaajien piirtämiseen oli LibreOffice Calc. Taulukkolaskentaohjelma toimiikin varsin hyvin tämäntyyppisissä tehtävissä. Uusien arvojen laskeminen on helppoa ja ohjelmalla saa myös näppärästi sovitettua yksinkertaisen matemaattisen mallin. Muutama ratkaisu tehtiin GeoGebralla.

FY6-kurssin kokeessa kuvaajatehtävänä oli YO S2000 t1. Kuvaajaksi piti löytää jotain muuta kuin suora. Vastaukseen tuli kuvaajan lisäksi kaava, lasku ja selitysteksti. Kurssilaiseni olivat ensimmäistä kertaa fysiikan Abitti-kokeessa, joten en oikein tiennyt mitä voin vastauksilta odottaa. Yllättävän hyvin tekniikkaa oli osattu käyttää.  

Monivalinnan ja kuvaajan piirtämisen lisäksi kokeissani oli varsin perinteisiä fysiikan tehtäviä. Hyödynsin kokeita tehdessäni digikoearkistojani ja ilahduin siitä miten näppärästi tehtävät siirtyivät Abitti-ympäristöön. Kaksi vuotta digikokeita Peda.netissä ei ole mennyt hukkaan.

Sähköisen kokeen tehtäviä laatiessani mietin, mitä materiaalia tehtäviin kannattaa laittaa. Koealustan tekniikka taipuu mihin vaan, mutta mikä on tarkoituksenmukaista. Tällä kertaa päädyin kokeilemaan vastaamista helpottavia materiaaleja. Esimerkiksi virtapiirin potentiaalin kuvaajaan oli piirtopohjana LibreOffice Draw -tiedosto. Tämä osoittautui hyväksi ratkaisuksi. Vastauksia tehtiin enemmän kuin aikaisemmin vastaavissa tehtävissä. 

Laskutehtäviin kirjoitettiin kaavoja LibreOfficen kaavaeditorilla ja GeoGebran piirtoalueen tekstielementillä, jossa on mahdollisuus käyttää myös LaTeX-koodia. Kaavojen kirjoittaminen sujui molemmillla tavoilla hienosti, vaikka kursseilla olemme käyttäneet enemmän selaimessa toimivaa editoria. Molemmilla tavoilla saatiin tuotettua helposti luettavia vastauksia.

Kaikki kurssikokeet sujuivat rauhallisissa tunnelmissa. Koeaika oli 9.00-11.45 ja oppilaat ehtivät vastaamaan kokeissa kuuteen tehtävään. En joutunut tekemään mitään kompromissejä Abitti-kokeen vuoksi. Järjestelmä osoittautui toimivaksi ratkaisuksi fysiikan kurssikokeisiin. Kevään viimeinen koeviikko oli opeurani rennoin.

Miten sähköisessä kokeessa tehdään hyvä vastaus?

Reaaliaineiden sähköisten kokeiden kuvauksessa todetaan fysiikan osuudessa lyhyesti "On tärkeää, että kokelas tutustuu työkaluihin etukäteen ja harjoittelee vastauksen laatimista." Käytössä olevat ohjelmistot on listattu Digabin nettisivulla. Ainakin MAOLin syyskoulutuspäivillä Seinäjoella 2014 on kerrottu matemaattisten aineiden ylioppilaskokeiden uudistuksista. Miten näillä tiedoilla rakennetaan ohjeet hyvään sähköiseen vastaukseen?

Sähköisen vastauksen periaatteita voi lähteä pohtimaan nykyisen kokeen hyvän vastauksen piirteiden pohjalta. Fysiikan vastauksesta ohjeistetaan mm. seuraavasti:

"Fysiikan tehtävän vastaus sisältää vastauksen perustelut, ellei tehtävänannossa ole toisin mainittu. Kokelas osaa yhdistellä tietoa ja soveltaa oppimaansa. Vastaus osoittaa, että kokelas on tunnistanut oikein fysikaalisen ilmiön ja tarkastelee tilannetta fysikaalisesti mielekkäällä tavalla. Kokelas osaa kuvata sovellettavan fysikaalisen mallin ja perustella, miksi mallia voidaan käyttää kyseisessä tehtävässä. Usein vastauksessa tarvitaan tilannekuvioita, voimakuvioita, kytkentäkaavioita tai graafista esitystä. Kuviot, kaaviot ja graafiset esitykset ovat selkeitä ja oppiaineen yleisten periaatteiden mukaisia. Voimakuviossa todelliset voimat erotetaan vektorikomponenteista selkeästi."

Abitti-kokeessa on tällä hetkellä mahdollista kirjoittaa vastauslaatikkoon tekstiä ja liittää vastaukseen enimmillään kymmenen kuvakaappausta. Pelkkä tekstin kirjoittaminen ei yleensä fysiikan vastauksissa riitä, joten johdonmukainen useita elementtejä sisältävä vastaus kannattanee laatia esimerkiksi LibreOfficella. Abitti-kokeessa olisi hyvä pärjätä mahdollisimman paljon samoilla menetelmillä, joita muutenkin koneella tehdessä käytetään. Seuraavaksi muutamia perusasioita, joiden osaaminen helpottaa sähköisen vastauksen tekemistä.

Koneella kirjoitettaessa suureiden tunnukset kursivoidaan. LibreOfficella tekstiä kirjoitettaessa kursivointi on helpointa tehdä näppäinyhdistelmällä Ctrl + I. Haluttu kirjain painetaan näppäinyhdistelmän jälkeen. Näppäinyhdistelmillä saa tehtyä sujuvasti myös yläindeksin (Ctrl + Vaihto + P) ja alaindeksin (Ctrl + Vaihto + B). Muotoiluista palataan takaisin normaaliin tekstiin samalla näppäinyhdistelmällä.

Erikoismerkit, kuten astemerkki °, saadaan LibreOfficen valikosta Lisää -> Erikoismerkki. Valikoita on nopeampi käyttää, kun pitää alt napin pohjassa ja painaa valikon nimessä alleviivatun kirjaimen. Yksittäisten erikoismerkkien kirjoittaminen on varsin harvoin tarpeen. Useimmiten erikoismerkit liittyvät johonkin kaavaan, jolloin ne kirjoitetaan kaavaeditorilla.

Kaavojen kirjoittaminen on nopeinta näppäimistöltä. Mielestäni koneella kaavat menevät jopa nopeammin kuin kynällä, jos tarkoituksena on saada jollekin muullekin kuin kirjoittajalle lukukelpoista jälkeä.



Kaavaeditori kursivoi kirjaimet automaattisesti. Suureiden arvoja kirjoitettaessa yksiköitä ei kursivoida. Tekstin saa ilman kursivointia kirjoittamalla sen lainausmerkkeihin. Kaavaeditoria on mahdollista käyttää myös graafisesti valikoiden avulla.



Kuvioiden piirtämisen voi tehdä tekstitiedostoon piirtotyökaluilla. Usein on kuitenkin järkevämpää käyttää piirtämiseen LibreOffice Draw:ta, jolla tehty kuva on helppo kopioida tekstinkäsittelyohjelmaan. Sähköisessä kokeessa tehtävän kuvaa voidaan käyttää oman piirroksen pohjana. LibreOfficen kaavaeditorilla esimerkiksi voimakuvioon saa tehtyä tarvittavat merkinnät.



Kytkentäkaavioissa tarvittavat piirrosmerkit ovat valmiina vektorigrafiikkaohjelmassa Dia. Mittari, johon saa suoraan lisättyä tarvittavan kirjaimen, on ohjelman valikossa Kemian suunnittelu.



Kuvaajien piirtäminen onnistuu yksinkertaisissa tapauksissa LibreOffice Calc taulukkolaskennalla. Analysoinnin kannalta parempi valinta kuvaajiin on yleensä GeoGebra. Nättejä kuvaajia saa piirrettyä myös wxMaximalla.





Fysiikan laskennallisissa tehtävissä hyvään vastauksen edellytetään muutakin kuin kaavoja ja laskuja. Nykykokeen hyvän vastuksen piirteissä todetaan seuraavasti:

"Matemaattista käsittelyä edellyttävissä tehtävissä suureyhtälöt ja kaavat on perusteltu tavalla, joka osoittaa kokelaan hahmottaneen tilanteen, esimerkiksi lähtien jostain fysiikan peruslaista tai -periaatteesta. Vastauksessa on esitetty tarvittavat laskut sekä muut riittävät perustelut ja lopputulos. Laskemista edellyttävissä osioissa suureyhtälö on ratkaistu kysytyn suureen suhteen, ja tähän suureyhtälöön on sijoitettu lukuarvot yksikköineen. Fysiikan kokeessa kaikki funktio-, graafiset ja symboliset laskimet ovat sallittuja. Symbolisen laskimen avulla tehdyt ratkaisut hyväksytään, kunhan ratkaisusta käy ilmi, mihin tilanteeseen ja yhtälöihin ratkaisu symboleineen perustuu. Laskimen avulla voidaan ratkaista yhtälöitä ja tehdä päätelmiä kuvaajista tehtävänannon edellyttämällä tavalla."

Laskennallisen tehtävän ratkaisuun saa teknistä vapautta, kun aloittaa LibreOfficella tyhjästä tekstiasiakirjasta. Ratkaisuun voi lisätä esimerkiksi tehtävän kuvan tai oman piirroksen. Kuvan päälle voi piirtää ja kirjoittaa. Kaavaeditorilla kirjoitetut kaavat voi kopioida GeoGebraan, jolla saa ratkaistua suureyhtälöt symbolisesti. GeoGebran ratkaisut voi kopioida vastaukseen LibreOffice kaavana.



Hyvässä vastauksessa suureyhtälöön sijoitetaan lukuarvot yksikköineen. Miten tämä tulkitaan sähköisessä kokeessa? Jos tulkinta on sama kuin paperikokeessa, kirjoitetaan sijoitukset näkyviin esimerkiksi LibreOfficen kaavaeditorilla.

Symbolisen laskennan ohjemistolla, kuten esimerkiksi wxMaximalla, suureyhtälöön voi sijoittaa lukuarvot yksikköineen muuttujina. Tämän ratkaisutavan tulkinnasta en vielä tiedä.

Pohdittaessa hyvää sähköistä vastausta, pitäisi mielestäni löytää yleisiä periaatteita, jotka olisivat käyttökelpoisia myös koulumaailman ulkopuolella. Omien ajatusten jäsennelty esittäminen on tärkeä taito, jonka kehittymisessä tietokone voi auttaa opiskelijaa. Toivon päätyväni lukemaan johdonmukaisesti eteneviä ja hyvin perusteltuja vastauksia, joissa ratkaisun lähtökohtana ei ole tekniikka.

Kokeiluja Abitin monivalintatehtävällä

Kevään viimeinen koeviikko alkaa ensi viikolla, joten on mietittävä, minkälaisia kokeita oppilaani tekevät. Testasin ensin monivalintatehtävän mahdollisuuksia. Isompaa juttua ei nyt irtoa, mutta tässä esimerkkejä kokeilustani.

Kokeilin kahta tapaa videon upotukseen. Alempi on mielestäni parempi. Lisäkuva valaiskoon asiaa.

Lisäkuva tehtävästä videoiden ollessa käynnissä.

Halusin vaan tietää onko se mahdollista ;)