The Durham Experience, Part I

In the academic year 2014–2015 I had the privilege to teach a lecture course in Durham University in the United Kingdom. Durham is a rather prestigious university that is very selective in its student intake. In these entries I record some of my thoughts concerning the experience. Although I could only witness the system in Durham, many details can most likely be generalised to other UK universities.

View of Durham

Durham undergraduate system

Compared with Finland, the English universities hold a much tighter grip of both students and the teaching staff. For someone used to making all the decisions themselves, from planning your own schedule as a student to choosing the most suitable date for your exam as a lecturer, the inflexibility of the UK system may come as a shock. On the other hand, there is also a feeling of security and comfort when things are planned for you in advance.

Studying an undergraduate degree in mathematics in England takes typically 3–4 years and costs up to 9000 pounds in tuition fees per year (Scotland has no tuition fees). As a maths student, you will not be studying any other subject, although courses in some subjects such as theoretical physics can in manyuniversities be incorporated in a maths curriculum. You will be able to choose between a few optional courses, but mostly the schedule will be decided for you. You will simply receive a timetable in the beginning of each year telling you what lectures you will be taking and when.

In Durham, a typical maths course (they are called “modules”) takes a full academic year, consisting of lectures, tutorials and homework assignments. There are three terms: autumn, spring and summer (these are dubbed “Michaelmas”, “Epiphany” and “Easter”, respectively). To give a sense of how the three terms are organised, this year the autumn term lasted from 6 October until 12 December, spring term from 12 January until 13 March and summer term from 20 April until 19 June. Spring term ends at Easter, after which there is a five-week holiday before the start of the summer term. The summer term is aimed at revision: there are 2–3 weeks of revision classes, and then the exams begin.

All exams are held in the summer term, in either May or June, regardless of when the course itself took place. On a typical course, the final grade depends entirely on the exam. Homework or mid-term exams, if any, will not contribute. If a student fails in the exam, they can retake it in August, but in the resit it’s not possible to score more points than the minimum for a pass. No further resits are allowed.

After the exams, the students wait in anguish until all the scripts have been graded before they receive their final grades. They are not allowed to view their own scripts, at least not in the maths department, nor even know which questions scored them points and which did not. This is in sharp contrast to the practice for example in the maths department in Helsinki, where the exam, its solutions and some notes on the grading are published, together with question-by-question statistics, and where a student can at any time request to see their script in presence of the lecturer.

Let us switch to the teacher’s point of view. As for the students, the timetable is completely decided in advance, and the teacher cannot affect the amount or length of lectures (typically two 50-minute lectures a week in Durham) or tutorials (50 minutes per a 15 person group fortnightly). The content of the course is also prescribed, but in practice you are allowed to take some liberties.

The final exam, as well as the resit exam, need to be written in January, which can be quite difficult as half of the course is yet to be lectured. (Even more so for those teachers who are teaching a half-year course starting in January!) After the exam is ready, together with solutions and a grading scheme, it will be checked by a colleague, and subsequently by an external checker from another university. This is to ensure the exam is of a suitable level of difficulty and free of errors. After the exam, there is a fervent period of grading, which has to be done in a week or so for a typical exam. The grading is also checked by a colleague for omissions or mistakes in adding the points.

For a Finn, all this railroading seems a bit excessive. Not being able to retake the exam more than once, to retake it for a better grade or to manage one’s timetable oneself seems to make the students’ life rather stressful. There is a tendency to work less in the autumn and then attempt to absorb most of the content in the revision period. The stress and worry of the students is also reflected in the course feedback: if the students feel the teacher is not preparing them well enough for the exam, their criticism often worded in strikingly harsh language.

However, the students are not left to struggle on their own, but actually rather conscientiously taken care of. Each student is assigned an “academic advisor”, a permanent staff member with whom the student has regular meetings throughout the year. Each student’s homework activity and tutorial participation is monitored, and if there is cause for concern, the student is contacted for an explanation. This manages to ensure that the students keep doing their homework even though the homework does not count towards their final grade.

The staff enjoys similar fostering. Every new lecturer gets a “mentor” who can be approached if case of unforeseen problems, practical or otherwise. The mentor will also observe the teaching of their mentee to see that everything is going well. Furthermore, every teacher is asked to observe at least one lecture or tutorial of another randomly selected teacher. I find this system quite appealing, as following someone else’s class very often gives me new ideas and revelations. I also found the checking of other people’s exams very useful. One can quickly become blind to one’s own mistakes, and it is easy to misjudge the skills of the students, especially in a new environment. My own exam was much improved after hearing the comments of my checker.

Another detail in the Durham system I was happy about was the three-week revision period and the holiday preceding it. During that time I felt that the pieces were finally coming together in the students’ minds. I have had a similar experience during my own time as a student, when for some reason I have not taken the exam at the first possible instance, but rather deferred it a couple of weeks. It made me much more confident in the actual situation, and I’m sure the same is true with many of my Durham students. If only a similar revision period could be arranged without having to delay all exams until the end of the year!

In conclusion, the system of undergraduate studies in the UK seems quite strange from a Finnish point of view, and I cannot say I appreciate the feeling of lack of freedom. I’m afraid the majority of students will have difficulties growing to be independent thinkers when they have so little to say regarding their own studies. Also the teachers have to strive really hard if they want to experiment and develop their own teaching into a new direction. However, there is definitely something to learn about in the way students and lecturers are tended and their progress constantly followed. To the students such instruction is certainly very helpful, as they are often not yet as independent as we might think them to be.

Opettaja vai joku ihme hiippari

Aloitin pari päivää sitten melontakurssin. Melominen, erityisesti suoraan melominen, on yllättävän hankalaa. Pitää miettiä, missä kulmassa mela menee veteen, säilyttää käsien asento oikeana ja ottaa koko vartalo mukaan. Tämän kaiken miettiminen nostaa otsalle tuskanhien.

Eilen harjoittelimme melomista Seurasaaren ympäristössä. Yksi kurssilaisista kierteli meidän muiden joukossa ja antoi innokkaana neuvoja. Siinä vaiheessa aloin olla jo aika ärsyyntynyt. Kun tämä kaikkitietävä tyyppi tuli neuvomaan minua, urahtelin jotain lyhyttä vastaukseksi ja meloin itsepäisesti eteenpäin.

Vähän myöhemmin tajusin, että kyseessä ei ollutkaan oppilas vaan yksi kurssin ohjaajista. Kukaan ei vain ollut esitellyt häntä minulle, enkä osannut ulkonäöstäkään päätellä häntä opettajaksi. Kyllä nolotti.

Samalla tajusin, miten tärkeää on, että opiskelija tietää, ketkä ovat opettajia. Ja miten tärkeää on, että laitoksemme ohjaajat käyttävät kirkasväristä huomioliiviä.

Liivit ovat olleet meillä käytössä ennen kaikkea sen takia, että opiskelijoilla on matalampi kynnys kysyä kysymyksiä, kun heidän ei tarvitse arvuutella, kuka on ohjaaja. Toisaalta suuri osa ohjaajistamme on itsekin opiskelijoita, ja liivin pukeminen auttaa heitä siirtymään opettajan rooliin. Nyt liivien käytölle tuli vielä yksi perustelu lisää: liivistä opiskelija tietää, että häntä lähestyvä henkilö on opettaja eikä joku ihme hiippari. Keskustelu ja vuorovaikutus sujuvat paljon paremmin, jos opiskelija tietää puhuvansa opettajan kanssa.

kaytava

II Matematiikan opetuksen iltapäivä

Toinen Matematiikan opetuksen iltapäivä järjestettiin Otaniemessä tiistaina 19.5. teemanaan opettajien ja opiskelijoiden välinen kommunikaatio. Mukana oli Helsingin yliopiston matematiikan ja tilastotieteen laitoksen sekä Aalto-yliopiston matematiikan ja systeemianalyysin laitoksen väkeä. Iltapäivän ohjelmassa oli viisi lyhyttä alustusta ja niihin liittyvät pienryhmäkeskustelut.

Ensimmäisessä alustuksessa Johanna Rämö kertoi kirjallisesta palautteesta, jota opiskelijat saavat kotitehtävistään kisällioppimisen menetelmällä toteutetuilla kursseilla. Tämän jälkeen Kirsi Peltonen Aalto-yliopistosta puhui Kristallinkukkia peilisaleissa -kurssista ja erityisesti sen yhteydessä toteutetuista reflektioista, joissa opiskelijat pohtivat kurssin asioita ja omaa oppimistaan. Anne-Maria Ernvall-Hytönen puolestaan kertoi projektitöistä, joita hän on teettänyt opiskelijoilla esimerkiksi kryptografian ja lukuteorian kursseilla, ja kokemuksistaan niihin liittyen.

Näiden alustusten jälkeen osallistujat jakautuivat oman kiinnostuksensa mukaan kolmeen ryhmään, joissa keskustelu aiheista jatkui. Muistiinpanoja ryhmien keskusteluista:

Ekat

Tokat

Kahvitauon jälkeen Lotta Oinonen kertoi kisällioppimisen menetelmällä toteutettujen kurssien ohjaajien koulutuksesta sekä ohjausperiaatteista, jotka ovat syntyneet ohjaajien ja opettajien yhteisissä keskusteluissa. Viimeisessä alustuksessa Pertti Palo pohdiskeli, miten opettaa matematiikkaa opiskelijoille, joilla on lähtökohtaisesti negatiivinen kuva omista kyvyistään oppia matematiikkaa, mutta jotka kuitenkin tarvitsevat matemaattisia työkaluja oman alansa ongelmien ratkaisemiseen.

Keskustelu jatkui pienemmissä ryhmissä ja iltapäivän päätteksi kaikista ryhmäkeskusteluista esiteltiin yhteenvedot.

Kiitokset kaikille osallistujille sekä Aalto-yliopiston puolella järjestelyistä vastanneille Riikka Kangaslammelle ja Harri Varpaselle onnistuneesta iltapäivästä!

Passion, Love, Math

“To play without passion is inexcusable.” –L. V. Beethoven

 

Cultivating my Mathematical Garden

I love math. It lights my day, opens my mind, brings me to bliss, gives meaning to my life like nothing else I have experienced. It challenges me like a good sport. It surprises me like a new twist in the plot of a detective story. It allows me to express myself like a poet distilling the essence of reality. I cannot get enough of it.

Our romance did not come easily, however. Definitely it was not love at first sight. Initially I treated this babe only as a tool for physics (my first love), or as a fun way to challenge myself and get cheap validation from being able to solve problems. Then I started breaking up with physics – mostly I had issues with the way it was taught – and found I enjoyed spending time more with math courses than physics courses.

That’s, of course, when I began falling for math, but at first I did it for all the wrong reasons: I was bored with physics. I felt I was better at math. The credits came easier. I could juggle more courses. I was good at puzzles. It made me feel clever… such embarrassingly immature reasons. None of them provide the healthy foundations of a strong relationship. I defined myself by the exercises solved, by the courses accomplished, by the grades gained. And the better I did, the deeper I sank into my illusion of knowledge. I thought I loved math, but in reality I was graving for acceptance. I was at the mercy of these superficial indicators, and speeding so fast I had no time to question their justification.

But the true tragedy here was this: no one—be it fellow student, lecturer, lecture material, no one—warned me about this knowledge-illusion, or clearly encouraged to look for a ‘’deeper understanding’’. If anything, I had absorbed the attitude, that a respectable mathematician should steer clear off such vague musings. In fact, I think I did not even realize there existed a higher level of mastery to aspire for. Now, I know some people trust that these profound aspects are somehow ‘’implied’’ in the standard stuff and the meanings transpire to the ‘’talented’’ ones. I don’t care to argue about the elitism of such unfinished defense, but I deeply regret to say that most of the really important insights simply do not ‘’transpire’’ even to the best of students. That is a fact. We’ll come back to this fatal fallacy after I finish my little story.

So I was speeding and about to crash, hopefully before it was too late. How did I save myself? Books. Self-study. Learning to love the math, not the scores. I was lucky, and it was not easy. This is how I re-emerged: I remember being, once again, frustrated about the course material, you know the lecture notes and the scarcity of motivation, so I sought for a good book in Amazon.com. And damn… those bibles of knowledge, those gems of wisdom, those thick, beautiful, respectable monographs. Many of them had stellar peer reviews: ’’A must-have for any aspiring analyst…’’, ‘’The best math book ever written…’’ etc. Immediately I felt I had been seriously missing out and there is a new level of skill to be reached (although at this point my idea of ‘’skill’’ was saddeningly superficial). I was thinking: ‘’Why have I been wasting my time with some last-minute put-together lecture notes when there are such dime pieces of art to be found!’’ So, I dived into literature head on—the best decision I ever made.

At first the reality hit in hard. It was impossible to keep up juggling multiple courses while studying from the fat books instead of the slim lecture notes. Not because the books were more difficult. On the contrary, as the reviews promised, they were awesome compared to most notes. But most notes are compiled together from two or three books and have conventions of their own, and that makes it two to three times more difficult to complete the course self-studying even the best book around, as compared to just cramming trough the course with the provided minimal material.  As a side point, if you, like me, think we should encourage students to read literature, this is something to think about.

So, I had to give up chasing credits and courses. I could no longer draw my pathetic validation from superficial pursuits. It was either the ‘’dirty high’’ by performance or the superior leaning by books; and the right choice was painfully clear. Credit-hunting, multiple courses, and lecture notes went out the god damn door—one of the toughest decisions I ever made.

This all implied I had to build my value system anew, on the most solid ground possible: genuine love for math itself. I could afford no illusions anymore: credits were for fakers and the only thing that matters, the only thing, is math itself: how well I understand it and how beautiful I find it. There was no one to observe my process, so I had to be brutally honest about my skills. At first this was hard because of the uncertainties, self-doubts, and lack of feedback. So hard, in fact, that I really feel sorry for anyone who has to go through it alone… unless you’re a hermit, in which case it’ll be a blast. Most people, though, are not. Then again most never even learn about this option.

And so I finally learned to truly love math for its own sake. As time goes by our relationship is only becoming more interesting. Alas, it has nothing to do with being able to solve more advanced problems or collecting more theorems under my belt. No, the reason I love math more by the day is I can appreciate its beauty more purely and feel its meaning ever more strongly. Like a piano player, the more refined you become, the better you can cherish the nuances—your enjoyment has nothing, no-thing, to do with some dots on a piece of paper.

Victims of Purity

That is how I transformed from an outcome-oriented mathematician to almost purely aesthetics-oriented mathematician. I am not saying everyone should go crazy with this ‘’meta-math’’ hype, but for me it was (and is) the only way. Unfortunately, awesome as it is, it certainly hasn’t made my academic survival any easier; indeed, it would be much more efficient, in the short run, to ditch the ‘’deepeties’’ and acquire the ‘’just do it’’-attitude. I cannot do it, however. If you can, fine, but keep in mind that there at least exist other levels you should eventually aim for, if you want to excel that is. But, most importantly, never forget that there are other individuals who simply cannot survive without deeper meaning to their studies. They are precious innovators enriching our scientific idea-pool. For their sake, learn to generate motivation and provide inspiration beyond the details, the puzzles, the credits.

The reason why I am telling my story is to convince you that we must actively encourage students to seek for the beauty and beware of the temptation to ‘’just perform and pass tests’’. Do NOT make the mistake of counting on students’ ability to avoid these pitfalls on their own. It is a terrible miscalculation. The reality is that even most successful students often don’t have a clue about the true depth of the mathematical theories.  This problem is so devious because it goes largely under the radar. Traditional exams and grading systems do very little to measure this dimension of learning. And the crazy thing is, that you can easily perform perfectly on those canonical examinations without cultivating any deep understanding.

How big a problem is this? Sure, some of the students simply enjoy solving puzzles and they are fine with the current system. Then there are those who are very persistent and goal driven; they might go to ‘’perform-mode’’ and become speed blind (this was me—the mindless racehorse).  Usually these individuals do admirably on the traditional scales, at least up to the point when the reality kicks in.  Meanwhile, however, I think most students are just withering away, coping with the curriculum. And the saddest news is this: especially the rare gems of individuals who express, at the same time, both passionate curiosity and critical thinking—the very characteristics of a scientist—are going to have it depressingly, crushingly hard. They usually—more often than not, I’m afraid—lose interest, even though they might score high on tests. This presents a huge, MASSIVE, problem for mathematics: some of our very best students become casualties of education: we’re starving our offspring, and we don’t even realize it.

Plant the Seeds

Love is never easy. First you seek for it, or at least be open to it, and then you work for it. Above all, you must learn how to share it. That is why I also love teaching math. Just like I could not enjoy life without being able to love, I cannot enjoy math without being able to share it, teach it.

And we need to teach the students to love math for its own sake. If we only teach technical skills we drive away the most passionate individuals, and those that survive are doomed to remain disabled to communicate math with radiating love. I could not care much less about the technical skillset, neither my own nor my students. That is not the essence of mathematics, not the true form of understanding. Yes, one must know how to play an instrument a bit before delivering a musical masterpiece; or know how to read before opening a book on poems, but if you want to inspire greatness, you must provide the experience of joy. You must plant the seed of knowledge: wonder.

It is, therefore, not enough to present the proofs and details to the students and hope that they somehow know how to dig into the deeper message; that they automatically draw passion out of the deltas and epsilons. My experience with students of all skill levels tells me it just won’t work like that: the development of passion and intuition requires, initially at least, a clear view from the right vantage point and a good injection of passionate interpretation. Each student, of course, is different and ideally one should leave room for an individual discovery, but if you only hand out the details you’re leaving it to the chance—no, you’re fooling yourself and letting your students down. I’ve said it before, I say it again: Every passing day promising students are unnecessarily losing their interest and bitterly giving up math. And for no better reason that no-one has ever showed them how things could be, lifted off the veil of obscuring details, inspired them with fulfilling joy. Finally, again and again it seems to be the case that the more passionate you already are, the more difficult it becomes to survive here. The situation is maddeningly messed up. Even if one manages to develop a hunger for the divine food that is the beauty of mathematics, one receives no help in gathering it; the very first step in the path to passion is loaded with hardships. Eventually, then, one either withers away or, maybe even worse, forgets the hunger and settles for coping with unnourishing food.

Hyviä opettajia palkittiin

Ainejärjestöt Matrix ja Moodi sekä Matematiikan ja tilastotieteen laitos järjestivät maanantaina 20.4. opetusaiheisen keskustelutilaisuuden, jonka yhteydessä palkittiin opiskelijoiden parhaiksi äänestämiä opettajia ja ohjaajia.

Palkitut ohjaajat ja opettajat

Palkitut ohjaajat ja opettajat: Henri Karttunen, Olli Tapiola, Pekka Nieminen ja Petri Ola

Lukuvuoden parhaiksi opettajiksi valittiin Petri Ola ja Pekka Nieminen. Petri piti syyslukukaudella Osittaisdifferentiaaliyhtälöiden jatkokurssin. Kevätlukukaudella hän on opettanut tehostetun kisällioppimisen menetelmällä kursseja Algebralliset rakenteet I ja II. Petrin saamaa palautetta:

Selkeä ja opiskelijan ymmärryksen tasolle asettuva luennoitsija. Harva opettaja ajattelee näin paljon opiskelijan hyödyksi. Käyttää luennoilla sopivasti aikaa tarinointiin työelämästä ja siihen liittyvistä vaatimuksista.

Pekka on opettanut lukuvuoden aikana kursseja Johdatus tilastolliseen päättelyyn, Tilastollinen päättely ja Tilastollisen päättelyn jatkokurssi. Pekan saamaa palautetta:

Loistava luennoitsija, jota oikeasti kiinnostaa opiskelijoiden oppiminen. Osaa esittää vaikeat asiat perustellen ja hyvin lokeroituina, jolloin ne on helpompi sisäistää. Luennoitsijan oma mielenkiinto aiheeseensa välittyy kuulijallekin. Oikeasti tilastollinen päättely voi olla jopa kiinnostavaa!

Lukuvuoden parhaiksi ohjaajiksi valittiin Olli Tapiola ja Henri Karttunen. Olli on lukuvuoden aikana pitänyt harjoituksia kursseilla Mitta ja integraali sekä Reaalianalyysi I ja osallistunut laskuharjoitusten kehittämiseen. Ollin saamaa palautetta:

Olli käy pyytämättä läpi tehtävien ratkaisut todella perusteellisesti ja pyrkii tekemään selväksi kaikki epäselvät kohdat. Hänen laskuharjoituksissaan on rohkaiseva ja kannustava ilmapiiri ja taululle on mukava mennä esittämään ratkaisujaan.

Henri on uudistanut laskuharjoituskäytäntöjä kursseilla Tilastollinen päättely ja Luokitteluaineistojen analyysi. Lisäksi hän on ohjannut harjoituksia ja OT-ryhmää kurssilla Analyysi I, toiminut ohjaajana Ratkomossa ja opettanut yhdessä Ville Hyvösen kanssa kurssia Data-analyysi R-ohjelmistolla. Henrin saamaa palautetta:

Niin innostunut kaikesta, että se tarttuu muihinkin. Yrittää aina auttaa, vaikka asia ei välttämättä olisikaan täysin hallussa. Kiinnostunut parantamaan laskuharjoituksia ja valmis kokeilemaan uusia ideoita. Hänen laskareissaan on hyvä meininki ja hankalatkin asiat tulee selviksi.

Palkintojenjaon jälkeen keskustelutilaisuudessa pohdittiin laitoksemme opetusta ja sen kehittämistä. Ensimmäiseksi keskustelunaiheeksi tilaisuuden puheenjohtajat Tommi Mäklin ja Topias Tolonen nostivat erilaiset uudet käytännöt laskuharjoituksissa. Kuluvan lukuvuoden aikana laskuharjoitustilaisuuksia on kehitetty monin eri tavoin. Näiden hyvien käytäntöjen ja ideoiden jakaminen sai kannatusta, samoin ohjaajien yhteiset palaverit. Uusien kokeilujen toivottiin leviävän syventävienkin kurssien harjoituksiin.

Vilkasta keskustelua syntyi myös opiskelijoiden motivointiin liittyen. Todettiin, että olisi hyvä pyrkiä valottamaan opiskelijoille entistä paremmin eri kurssien asioiden välisiä yhteyksiä sekä yhteyksiä erilaisiin sovelluksiin. Opiskelijat toivoivat myös lisää työelämään liittyvää tietoa. Tänä keväänä toteutettuja “Matemaatikko työelämässä” -haastatteluja pidettiin askeleena oikeaan suuntaan. Haastatteluja julkaistaan vähitellen myös laitoksen uudessa työelämäaiheisessa blogissa Töissä, jonne on tulossa tilastotieteilijöidenkin haastatteluja.

Muita tilaisuudessa esiin nousseita aiheita olivat muun muassa opintojen ajoitusmallit ja opintopiiritoiminta. Opiskelijat toivoivat, että ajoitusmallit olisivat yksityiskohtaisempia. Lisäksi niitä olisi hyvä olla useita erilaisia eri tahdissa opiskelevia varten. Opintopiirejä taas vaivaa osallistujapula, vaikka kysyntää ja tarvetta asioiden rauhalliselle yhdessä pohtimiselle tuntuu olevan. Keskustelussa pohdittiin opintopiirien roolia ja mietittiin keinoja opiskelijoiden aktivoimiseen.

Tämä jo perinteeksi muodostunut keväinen keskustelutilaisuus oli tänäkin vuonna tunnelmaltaan erinomainen ja tuotti monia käyttökelpoisia ideoita opetuksen kehittämiseen. Opiskelijoita oli paikalla ilahduttavan paljon. Kiitokset järjestäjille ja kaikille osallistujille!

Terveisiä Cermestä

Osallistuimme helmikuun alussa Prahassa järjestettyyn Cerme 9 -konferenssiin. Cerme-konferensseja järjestää European Society for Research in Mathematics Education (ERME), jonka tavoitteena on edistää vuorovaikutusta ja yhteistyötä matematiikan opetuksen tutkimuksessa. Näiden tavoitteiden mukaisesti Cerme-konferensseissa painotetaan keskustelua ja ryhmätyöskentelyä valmiiden esitysten kuuntelemisen sijaan.

Cerme 9 -konferenssissa osallistujia oli noin 650 ja teemaryhmiä 20. Osallistuimme yliopistomatematiikan opetuksen teemaryhmään, jossa osallistujia oli arviolta viitisenkymmentä. Ennen konferenssia meidän piti lukea mahdollisimman monta ryhmässä käsiteltävää artikkelia, joita oli kaikkiaan 35. Oman esityksemme lisäksi meidän piti myös valmistella lyhyt enintään yhden dian mittainen reaktio toiseen artikkeliin.

Konferenssissa pääosa ajasta käytettiin teemaryhmissä työskentelyyn. Jokaisessa teemaryhmän sessiossa käsiteltiin neljästä kuuteen artikkelia. Niistä pidettiin aluksi lyhyet viiden minuutin esitykset, minkä jälkeen osallistujat jakaantuivat kiinnostuksensa mukaan pienryhmiin. Kukin pienryhmä keskittyi pohtimaan puolen tunnin ajan, miten tarkasteltavaa artikkelia voisi kehittää ja parantaa. Etukäteen valmisteltu reaktio avasi tämän keskustelun. Session päätteeksi kaikkien pienryhmien kirjurit esittivät lyhyet yhteenvedot keskusteluista koko teemaryhmällemme.

Artikkeleiden käsittelyn lisäksi tutustuimme teemaryhmämme osallistujien postereihin, joita oli yhteensä 14. Kaikille teemaryhmille yhteinen ohjelma sisälsi kolme noin tunnin mittaista esitelmää tai paneelikeskustelua, kaksi ensikertalaisille suunnattua infotilaisuutta sekä ERMEn toimintaan liittyviä kokouksia.

Konferenssin parasta antia oli ehdottomasti omassa teemaryhmässä työskentely ja ihmisiin tutustuminen. Yliopistomatematiikan opetuksen tutkimuksen laajan kirjon näkeminen avarsi omia ajatuksia. Toisaalta vahvistui käsitys siitä, että yliopistomatematiikan opetukseen liittyvät kysymykset ja ongelmat ovat hyvin samanlaisia monissa maissa. Kisällioppimisen käytännön toteutus herätti kiinnostusta, ja tutustuimme moniin ihmisiin, joiden kanssa toivottavasti teemme tulevaisuudessa yhteistyötä tavalla tai toisella.

Johanna ja Enrique Vltava-joen sillalla, taustalla Prahan linna.

Enrique ja Johanna Vltava-joen sillalla, taustalla Prahan linna.

Matematiikan opetuksen iltapäivä

Marraskuun lopulla Kumpulassa järjestettiin ensimmäinen Matematiikan opetuksen iltapäivä, johon kutsuttiin opettajia ja opetuksesta kiinnostuneita sekä Helsingin yliopiston matematiikan ja tilastotieteen laitokselta että Aalto-yliopistosta Otaniemestä. Iltapäivän tavoitteena oli jakaa hyväksi havaittuja käytäntöjä ja uusia ideoita osallistujien kesken sekä edistää yhteistyötä yliopistojemme välillä.

Tapahtuman aluksi järjestäjien edustajat Harri Varpanen Aalto-yliopistosta ja Johanna Rämö Helsingin yliopistosta kertoivat kandivaiheen matematiikan opetuksesta Otaniemessä ja Kumpulassa. Otaniemessä suuri osa kandivaiheen matematiikan opetuksesta on palveluopetusta, jonka tavoitteena on varmistaa tuleville diplomi-insinööreille heidän muissa opinnoissaan tarvitsemansa matematiikan taidot. Kumpulassa kandivaiheen matematiikan opinnot on puolestaan suunniteltu ensisijaisesti matematiikan pääaineopiskelijoilta varten. Lähtökohdat opetukselle ovat siis melko erilaiset ja osa haasteistakin poikkeaa sen vuoksi toisistaan: esimerkiksi Kumpulassa ongelmana on ohjaajien löytäminen kaikille kandintyötä tekeville opiskelijoille, kun taas Otaniemessä ohjattavista on jopa pulaa.

Kahvitauon jälkeen alkoi iltapäivän toiminnallinen osuus, kun osallistujat jakaantuivat ryhmiin. Kukin ryhmä sai oman pöydän ja keskustelunaiheen, joita oli yhteensä kuusi: luennot, laskuharjoitustilaisuudet, opetusympäristöt, arviointi, tutkielmat ja teknologia. Lyhyen tutustumisen jälkeen ryhmät keskustelivat oman pöytänsä aiheesta ja kirjasivat muistiin esiin nousseita ideoita ja kysymyksiä. Tämän jälkeen aihetta ja pöytää vaihdettiin ohjeiden mukaan niin, että seuraavat keskustelut käytiin aina uudessa ryhmässä. Näin kaikki pääsivät jakamaan ajatuksiaan ja tutustumaan uusiin ihmisiin.

lakanaLuennotPieni

Ryhmissä käydyistä keskusteluista nousi esiin joitakin molemmissa yliopistoissa ajankohtaiseksi koettuja teemoja. Opiskelijoiden omaa tekemistä painotettiin sekä luentojen että laskuharjoitustilaisuuksien yhteydessä. Luentoja onkin muutettu toiminnallisemmiksi esimerkiksi luentotehtävien, porinaryhmien ja Presemolla tai Socrativella toteutettujen luentoäänestysten avulla. Laskuharjoituksissa pienryhmissä työskentely antaa kaikille opiskelijoille mahdollisuuden päästä puhumaan ja tekemään. Kotitehtävien tarkastus voidaan esimerkiksi tehdä vertaistarkastuksena harjoituksen ohjaajan antamien kriteerien mukaan. Myös arvioinnissa kehityksen suuntana tuntui olevan jatkuva arviointi, jossa painotetaan yhä enemmän opiskelijan työskentelyä kurssin aikana.

lakanaTeknologiaPieni

Matematiikasta keskustelu ja siihen kannustaminen nähtiin tärkeäksi monessa yhteydessä. Luennoilla keskustelutaitoja voi harjoitella luentotehtävien yhteydessä esimerkiksi pareittain, jolloin opitaan sosiaalisia taitoja, matematiikan puhumista ja saadaan kavereita. Laskuharjoitustilaisuudet tarjoavat oivan tilaisuuden kommunikointi- ja esiintymistaitojen harjoitteluun pienissä ryhmissä. Presemon tai Moodlen avulla keskustelusta voi tehdä ajasta ja paikasta riippumatonta. Liitutaulujen ja tussipöytien lisääminen helpottaa sekin ideoiden jakamista.

lakanaArviointiPieni

Opiskelijan tukeminen opiskelussa tuli keskusteluissa esiin monin eri tavoin. Esimerkiksi tutkielmaa tehdessään opiskelija on helposti epävarma, kokee ohjaustilanteen arvostelutilanteena ja saattaa jopa pelätä ohjaajan tapaamista, mikä pitää ottaa huomioon. Hyvän ohjauksen tuntomerkkeinä nähtiinkin kannustavuus ja säännöllisyys; lisäksi opiskelijalle olisi hyvä asettaa sopivia välitavoitteita. Oppimisympäristön pitäisi olla sopivan rento eikä esimerkiksi laskuharjoituksiin menemistä pitäisi joutua pelkäämään.

Hyväntuulinen, keskusteluun ja yhteistyöhön innostava tunnelma teki Matematiikan opetuksen iltapäivästä onnistuneen. Suosittelemme lämpimästi vastaavien tapahtumien järjestämistä ja kiitämme kaikkia mukana olleita!

Maths bazaar – Creating new kinds of learning spaces

These pictures are taken in the main corridor of the Department of Mathematics and Statistics in the University of Helsinki. They show how learning and teaching does not have to happen in a classroom or lecture hall.

The main corridor of our department is filled with tables, so that the students can work there. Everything is close: student common room, school office, classrooms.

ohjausAnnaleenaThe corridor has become a huge drop-in class where students can spend as much time as they want. The teaching assistants, who are either senior students or members of the teaching staff, provide help 8-10 hours per day. They walk around the tables wearing colourful vests, so that the students can easily approach them.

The teaching assistants are not supposed to give answers but lead the students subtly towards a solution and help them improve their studying skills. As this kind of teaching is new to many of the teaching assistants, training is provided for them.

kaytavaThe tables are arranged into groups to encourage student collaboration. For the same reason the tables have been turned into whiteboards. This way it is also easier for the teachers to talk with the students about the problems they are tackling with.

poytaanPiirtaminenThe walls are covered with blackboards for the students to share their thoughts with each other. Also the researchers and professors use the blackboards in sketching their ideas.

liitutaulu

Some time ago a student suggested that we bought gym balls for the students to sit on. They are more comfortable and ergonomic than normal chairs. We thought that it was a very good idea, and bought the balls. Here you can see the head of our department testing them.

pallotThe corridor is a real maths bazaar: it is full of students working together and having enthusiastic conversations about mathematics. The more tables we bring to the corridor, the more students come to study there. They hang around there on their spare time too, playing games and chatting with their friends. All this has had a huge impact on the atmosphere of our department.

yhteistyota

Pictures: Veikko Somerpuro

Opettamisesta oppimiseen

Tänä päivänä koulutusta ajatellaan yhä enemmän opiskelijalähtöisesti. Muutos voidaan nähdä sekä vallitsevassa oppimiskäsityksessä että käytännön opetustyössä. Nykyiset oppimiskäsitykset johdattavat huomion siitä, mitä opettaja tekee, siihen mitä opiskelija tekee. Toisaalta myös käytännössä todella monet opettajat ovat kokeneet, että vaikka esittävällä opetuksella asioiden käsittely on tiivistä ja ”taloudellista”, oppijat eivät suurinta osaa esitetystä asiasta enää myöhemmin muista. Tarvitaan jotakin parempaa.

Käytännön tasolla opettajat ovat tehneet erilaisia ratkaisuja välttääkseen ns. läpikäymisen pedagogiikkaa. Helsingin yliopiston matematiikan ja tilastotieteen laitoksella (ja sitä ennen tietojenkäsittelytieteen laitoksella) on kehitetty tässäkin blogissa esiteltyä kisälliopetusta (tai pikemminkin kisällioppimista). Martinlaakson lukiosta on lähtenyt leviämään yksilöllisen oppimisen opetusmalli. Yhä useammat toteuttavat käänteistä opetusta (flipped classroom), jotkut taas projektioppimista. Mielekkäiden työtapojen etsiminen on ollut opettajan ”perustutkimusta” iät ja ajat, mutta nykyaikana tuntuvat korostuvan erityisesti oppijan aktiivinen rooli, teknologian hyödyntäminen ja yhteistoiminnallisuus.

Monessa yhteydessä on mainittu, että opettajuus on muutoksessa: opettajan rooli on tietysti erilainen opiskelijalähtöisimmissä opetuksen toteuttamistavoissa. Jossakin keskustelussa huomasin yhden keskustelijan — taisi olla jopa opetuksen tutkija — tekevän kovasti eroa opetuksen ja ohjaamisen välillä. Sanalla ”opetus” on usein vahva opettajakeskeisyyden kaiku (mieti sanaa ”opetus” virkkeessä ”kyllä opettajan pitäisi tunnilla opettaa ja käydä kaikki asiat läpi, jotta me ne sitten osataan”). Tuon keskustelun jälkeen mietimme opettajakollegani kanssa samaa kuin mitä olen kuullut monilta muiltakin opettajilta: “ohjaaminen” on opettamista parhaimmillaan, kun opettaja esimerkiksi selittää vain sen verran että saa lopulta oppijan itsensä selittämään. (Määritelmät ovat ihmistieteissä hankalia, mutta voisiko opettaminen olla esimerkiksi mitä tahansa intentionaalista toimintaa, missä pyritään siihen, että joku toinen oppii…)

Minulla on ilo päästä pilotoimaan loppusyksystä 2014 matematiikan ja tilastotieteen laitoksella aineenopettajaopiskelijoille suunnattua kurssia, jossa on tarkoitus tarkastella yliopistomatematiikkaa aineenopettajan näkökulmasta. Tällaiselle kurssille on vaikuttanut olevan tilausta, sillä abstraktin (tiede)matematiikan opiskelun merkitys omalle ammattitaidolle saattaa jäädä opettajaopiskelijalle opintojen aikana vähälle pohdinnalle. Kurssilla sisältöä ohjaa matemaattiseen ajatteluun liittyvä kirjallisuus ja toimintaa taas mm. konstruktiivisen linjakkuuden idea. Opiskelijan toiminta on tälläkin kurssilla keskiössä ja odotan mielenkiinnolla, millaisen kokonaisuuden saamme yhdessä aikaiseksi!

Harjoitustehtävät kisällioppimisessa – esimerkkejä lineaarialgebran kesäkurssilta

Opetin touko-kesäkuussa Helsingin yliopiston Avoimessa yliopistossa kisällioppimisen menetelmää soveltaen kurssin Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I. Kisällioppimisessa yhtenä perusajatuksena on tekemällä oppiminen, minkä vuoksi harjoitustehtävien laatimiseen oli kiinnitettävä erityistä huomiota. Kisällioppimisessa harjoitukset pyritään suunnittelemaan niin, että tehtävät

  • kattavat kurssin keskeiset asiat mahdollisimman hyvin
  • ohjaavat opiskelijan selvittämään asioita itse kurssimateriaalin avulla
  • kiinnittävät opiskelijan huomion oppimisen kannalta oleellisiin seikkoihin
  • mahdollistavat opiskelijan oman oivalluksen
  • ovat asteittain vaikeutuvia
  • sisältävät sopivasti kertausta.

Lisätietoa kisällioppimisesta löytyy blogikirjoituksesta “Kisällioppiminen“.

Katsaus harjoitustehtäviin

Alla esiteltävät harjoitustehtävät eivät syntyneet tyhjästä tälle kesäkurssille, vaan ne ja niiden johdatteleva tyyli perustuvat aikaisempien kurssitoteutusten tehtäviin, jotka sain käyttööni Jokke Häsältä ja Johanna Rämöltä.

Harjoitus 1

Kurssin ensimmäinen tehtävä ohjasi opiskelijat heti kurssimateriaalin pariin. Ajatuksena oli, että opiskelijat pääsevät itse tekemään niitä asioita, joista kurssimateriaalissa puhutaan. Osalle kurssin opiskelijoista tehtävä oli helposti lähestyttävä lämmittelytehtävä; toisille opiskelijoille hyvinkin tarpeellista kertausta muun muassa koordinaatiston piirtämisestä ja pisteen merkitsemisestä koordinaatistoon.

h1t1

Lineaarikombinaation käsitteeseen liittyvä vektorien virittämän aliavaruuden käsite on monille opiskelijoille opintojen alkuvaiheessa haasteellinen. Tämän vuoksi näiden käsitteiden pohjustaminen aloitettiin heti ensimmäisessä harjoituksessa. Alla näkyvän tehtävän 7 b-kohta sai monet palaamaan lineaarikombinaation määritelmään ja toimi mainiosti kysymysten herättäjänä.

h1t6-7

Ensimmäisen harjoituksen lopussa pohjustettiin vektorien virittämän aliavaruuden käsitettä yhdistämällä lineaarikombinaation käsite span-merkintään:

h1t18-19

Harjoitus 2

Tehtävässä 1 kerrattiin lineaarikombinaation käsitettä ja harjoiteltiin määritelmän käyttöä:

h2t1

Tehtävissä 5 ja 6 harjoiteltiin span-merkintää yksinkertaisissa, konkreettisissa tilanteissa:

h2t5

h2t6

Tehtävässä 9 opeteltiin etsimään aliavaruudelle virittäjävektorit tietynlaisessa tilanteessa. Tätä taitoa tarvittiin myöhemmin vaativampien tehtävien yhteydessä.

h2t9

Harjoitus 3

Vektorien virittämän aliavaruuden käsitettä, siihen liittyviä merkintöjä ja geometrisia näkökulmia kerrattiin tehtävässä 1:

h3t1

Tehtävissä 8-10 lineaarikombinaation ja virittämisen käsitteitä tarvittiin kannan käsitteen opiskelun yhteydessä:

h3ts3

Harjoitus 4

Tehtävissä 5 ja 7 virittäminen ja lineaarikombinaatiot esiintyvät kannan ja koordinaattien opiskelun yhteydessä. Tehtävä 6 on abstraktimpi vektorien virittämään aliavaruuteen liittyvä tehtävä. Näissä tehtävissä tarvittavia taitoja oli jo harjoiteltu edellisillä viikoilla, mikä auttoi opiskelijoita pääsemään niissä alkuun. Toisaalta opiskelijat saivat näissä tehtävissä kerrata aikaisemmin opiskelemiaan asioita ja soveltaa niitä laajemmissa kokonaisuuksissa.

h4ts2

Kurssin osallistujat ja rakenne

Kurssille ilmoittautui 132 opiskelijaa. Heistä suurin osa oli Helsingin yliopiston perustutkinto-opiskelijoita, jotka lukivat matematiikkaa sivuaineenaan. Kurssi kesti viisi viikkoa ja siihen kuului viisi harjoitustehtäväkokoelmaa, joissa kussakin oli 15-19 tehtävää. Opiskelijat palauttivat tekemiensä tehtävien ratkaisut viikoittain kirjallisesti, mutta niitä ei tarkastettu. Harjoituksia teki kurssin aikana 97 opiskelijaa.

Luentoja oli yhteensä 24 tuntia, 2-3 kertaa viikossa kaksi tuntia kerrallaan. Lisäksi kurssiin kuului 17 harjoitustuntia, joiden aikana opiskelijat saivat tehdä tehtäviä omassa tahdissaan itsenäisesti tai toistensa kanssa. Paikalla olevilta ohjaajilta oli tällöin mahdollista kysyä neuvoa. Harjoitustunneille osallistui kurssin aikana 50 eri opiskelijaa, joista osa oli paikalla lähes joka kerta ja osa silloin tällöin. Kurssilla oli vastuuopettajan lisäksi yksi harjoitusohjaaja.

Kurssikokeeseen ja kahteen uusintakokeeseen osallistui yhteensä 81 eri opiskelijaa, joista 74 sai kurssin suoritettua. Kurssin sisällöstä ja käytännöistä löytyy lisätietoa kurssin sivulta.