Blogissa on ollut hiljaiseloa, koska on ollut ns. vähän kiire. Joku väitöskirjakin pitäisi kuulemma kirjoittaa…

Joka tapauksessa uudistuneet Fysiikan aineopintojen laboratoriotyöt I on saatu onnistuneesti ensimmäistä kertaa päätökseen, ja ennätyssuosion saanut kurssi (jolta ikävä kyllä jouduttiin jättämään reilusti yli kymmenen opiskelijaa rannalle) saatiin kunnialla loppuun. Eikä (melkein) yksikään tipahtanut – opiskelijoiden sitoutuminen kurssiin on ollut lähes täydellistä. Kiitos siitä. Palautetta tuli, ja sen pohjalta iteroidaan. Selostusten ja laskareiden deadlineja muutettiin jo, sillä ainelabra ei ole vielä ohi.

Periodissa IV on AOL II, ja kunhan se saadaan purkkiin, opetushenkilökunta saa hengähtää viikon. Sen jälkeen on suurenmoinen ainelabran tiiviskurssi! 10 op kolmessa viikossa! Työtä vuoroissa ja vuoroitta! On mahdollista, että tämä tarjous ei toistu – sitä, onko kesällä 2017 mahdollisuus suorittaa labrakursseja, ei tiedä vielä kukaan.

Ilmoittaudu osoitteessa https://elomake.helsinki.fi/lomakkeet/69539/lomake.html

Kurssille toivotaan kevään kurssilta rannalle jääneet. Sen lisäksi kurssi sopii niille 2.-n:n vuoden opiskelijoille, joilla vielä suoritusmerkintää kurssista ei ole. Toivottavaa olisi, että Fysiikan mittausmenetelmät I olisi suoritettuna, ja pääsääntöisesti kurssille ei ole asiaa, ellei fysiikan perusopinnot ole pulkassa. Tieteellisestä laskennasta tai ohjelmointikokemuksesta on aikamoista hyötyä – kurssilla tarvitaan Matlabia/Pythonia/jotain muuta, jolla pystyy laskemaan, sovittamaan ja piirtämään kuvia. Nämä ovat toki taitoja, joita kurssilla myös opetetaan.

Kesän ainelabran tiiviskurssit ovat loppusuoralla. Tiiviskursseilta on kertynyt aika lailla kokemuksia, sekä onnistumisia että asioita, joissa on kehittymisen paikka:

+ Henki kursseilla on hyvä, ja opiskelijat ovat kokeneet vertaistuen ja (edes jossain määrin) ohjatun kirjoittamisen erittäin hyödylliseksi.

+ Selkkareita ja raportteja on valmistunut tasaiseen tahtiin, ja moni on saanut roikkuvan kurssin päätökseen.

+ Kurssille tultiin kovalla motivaatiolla. Kahdestakymmenestäkolmesta yksi kieltäytyi paikasta (uusi saatiin tilalle saman tien), yksi jätti tulematta ilmoittamatta ja yksi keskeytti.

+ Kurssilla tehtiin älytön määrä töitä. Moni opiskelija oli labrassa kellon ympäri kirjoittamassa. (Tämän voi laskea miinukseksikin.)

Miinukset:

– Kurssia järjestettäessä yllätti, kuinka paljon oli sellaisia tulijoita, joilla oli kaikki tai melkein kaikki muut opinnot paketissa, mutta laboratoriotöitä ei ollut aloitetukaan. Luulimme, että monilla olisi kurssi tauolla, mutta se olikin aloittamatta.

– Kaksi viikkoa on liian lyhyt aika aivan nollasta aloittamiseen useimmille. Mittaukset saadaan tehtyä, mutta osa raporteista ei vain ehdi valmistua.

– Yleensäkin kaikilla on hirveä kiirus koko ajan, sekä opettajalla että erityisesti opiskelijoilla.

Ensi syksy

Ainelabra tulee pyörimään normaalisti ensi syksyn. Lisäksi selvitämme, voidaanko tiiviskursseja järjestää lisää. Vahva suositus on, että kaikki, joilla on kurssi kesken, pyrkivät suorittamaan sen loppuun vuoden 2015 aikana.

Jos kurssi ei ole kesken, pääsääntöisesti sitä ei nyt pitäisi aloittaa. Uudenmuotoinen kurssi alkaa tammikuussa 2016. Uudet aineopintojen laboratoriotyöt suoritetaan kahdessa jaksossa, ja kurssista tulee nimenomaan kurssimuotoinen: sillä on alku, siellä käydään, ja siltä valmistutaan, kaikki lukujärjestyksen puitteissa. (Jos mahdollista, kurssi järjestetään myös kesällä, mutta tuolloinkin toki kurssina, ei irrallisina työvuoroina.)

Entä jos ei ole aloittanut mutta haluaa suorittaa kurssin syksyllä? Miksi sanomme, että pääsääntöisesti ei pitäisi aloittaa?

Käytännössä on osoittautunut, että hyvin, hyvin harvat opiskelijat tekevät kurssia puolessa vuodessa. Se on mahdollista – olemme juuri osoittaneet, että koko kurssi on mahdollista suorittaa kahdessa viikossa – mutta harvat tekevät niin. Opiskelijalle ei ole järkevää aloittaa nyt, tehdä paria laboratoriovuoroa ja miettiä sitten, miten tästä eteenpäin. Parempi on tulla uudelle kurssille ja suorittaa se kerralla.

Tiedämme kyllä, että parhaista yrityksistä huolimatta osalla varmasti jää kurssi vaiheeseen, ja se huomioidaan siirtymässä. Yritetään kuitenkin, että näin olisi mahdollisimman harvalla.

Kommenteissa voi kysyä omasta tai anonyymin kaverin puolesta mieltä painavia asioita. Niihin vastaillaan vielä juhannuksen alusviikolla, jonka jälkeen asiaan palataan elokuussa. Hyvää kesää!

Kuten tuli dokumentoitua, aineopintojen laboratoriotöissä on valtaisa määrä ongelmia. Tästä olemme kaikki yhtä mieltä. Kysymys kuuluu, miten ne ratkaistaan.

Olemme päätyneet siihen, että kaikki laitetaan uusiksi. Tähän on nyt raivattu aikaa ja resursseja muun muassa perumalla ensi vuoden Arkipäivän fysiikkaa. (Tiedetään, tämä on varmasti suosittu päätös: vähemmän demoja ja enemmän ainelabraa! Jiihaa!)

Aineopintojen laboratoriotöiden uudistusta on pyöritelty pitkään, ja ratkaisuehdotuksia on saatu sekä opiskelijoilta, että henkilökunnalta. Suurin osa ratkaisuehdoksista on kuitenkin liittynyt siihen, miten nykymuotoisia labroja voisi parantaa. Tämä on helpolta näyttävä, ilmeinen ratkaisu: tehdään samaa kuin ennen, mutta paremmin. Toisaalta, jos halutaan tehdä mahdollisimman hyvä kurssi, miksi ottaa vanha pohjaksi? Laastaria ja kyynärsauvaa on jo kokeiltu. Been there, done that, have the half-finished selkkarit.

Vaihtoehto: Muu, mikä?

Jos nyt jätetään tarkastelusta ne “pikkuseikat”, että ainelabrat eivät toimi kurssina henkilökunnan ja opiskelijoiden näkökulmasta, niin on vielä yksi ongelma. Miten labrat tukevat fysiikan oppimista ja fyysikoksi kouluttautumista? Ainelabran oppimistavoitteet oli ehkä joskus määritelty, mutta historia on kätkenyt tämän tiedon visusti. Vaikka asia olisi joskus 70-luvulla ollut relevanttia tutkimus- tai työelämätaidoille, kokeellinen työskentely on ehtinyt hieman muuttua, kuten myös opiskelu.

Aineopintojen laboratoriotöistä tehdään täysin uusi kurssi, jonka suunnittelu lähtee siitä, että ensin mietitään, millaisia käytännön taitoja 2020-luvun fyysikon kandidaatintutkintoon pitää sisältyä. Tämä on tietenkin hieman vaikeaa, sillä tulevaisuuteen on vaikea nähdä, ja kurssin pitäisi palvella kaikkien kokeelliseen fysiikkaan ja opettajaksi suuntautuneiden, sekä kaikkien fysiikan pitkän sivuaineen lukevien opintoja. Esimerkiksi elektroonikon ja atmosfäärikön vaatimukset kokeellisille taidoille ovat toki varsin erilaisia, puhumattakaan fysiikan opettajasta. Eri alan fyysikot käyttävät eri ohjelmistoja, tekevät virheanalyysit eri tavalla, tarvitsevat tai ovat tarvitsematta tilastollisia menetelmiä ja varsinainen kokeellinen työ voi olla mitä tahansa märkälabran ja tietokonesimulaatioiden väliltä.

Saattaa hyvinkin olla, että uusissa töissä korostuu tutkittava ongelma eikä resepti, jolla saadaan pyydetyt mittaukset tehtyä. Tämä tarkoittaisi töiden viemistä siihen suuntaan, jollaisiksi perusopintojen labrat tehtiin: tässä on ilmiö, tutki sitä – tyyli vapaa mutta pakollinen.

Puhtaalta pöydältä aloittaminen tarkoittaa, että kaikkien töiden ei tarvitse olla suoritustavaltaan samanlaisia, vaan pyritään tekemään johdonmukaisesti etenevä polku, jossa taitoja karttuu ja vaatimukset kasvavat. Yritetään auttaa pientä fyysikkoa kasvamaan vähän isommaksi fyysikoksi, jolle voi antaa ongelman ratkaistavaksi ja saada vastaukseksi “en tiedä, mutta näin lähtisin liikkeelle selvittääkseni asian”. Tämä saattaa tarkoittaa sitä, että ongelmien on oltava yksinkertaisempia – kandivaiheen opiskelija ei varmasti pysty yksin tai edes kaverin kanssa päättelyllä selvittämään, millä tavalla kannattaa mitata ilmiöitä, joista sedät pokkasivat Nobelit kotiin. (Jos juuri sinä pystyt, sekin on ihan OK. Emme ole lainkaan huolissamme sinusta.)

Joka tapauksessa on selvää, että tehdään kurssi, jolla on alku, keskikohta ja loppu. Se suoritetaan alusta loppuun, eikä sitä jätetä vuosiksi hautumaan. Todennäköisesti kurssi tulee sisältämään ainakin jonkin verran ryhmätyötä, sillä harva kokeellista fysiikkaa työkseen tekevä tekee sitä yksin.

Tämän vaihtoehdon huonot puolet ovat seuraavat: emme voi kertoa nyt, millainen kurssi tulee olemaan. Se tiedetään syksyllä, ja uusi systeemi pyörähtää käyntiin näillä näkymin keväällä 2016. Vanha pidetään käynnissä siihen asti (ja ehkä vähän yli) ja siirtymä pidetään mahdollisimman lyhyenä.

Mitä opiskelijan tulee tehdä?

Jos ainelabrat ovat kesken, ne kannattaa suorittaa loppuun pika-pikaa. Tämähän nyt olisi joka tapauksessa tilanne: jos kandiksi tai maisteriksi valmistuminen on aineopintojen labroista kiinni, labrat kannattaisi suorittaa mahdollisimman rivakassa tahdissa vaikka uudistusta ei olisi näköpiirissä.

Jos labrojen aloittaminen on aikataulussa ensi lukuvuonna, nyt kannattaa nauttia luentokursseista ja kesälomasta ja palata kuulolle syksyllä. Tavoitehan on, että ainelabroista tehdään parempi kurssi kuin mitä se oli (ja oikeastaan rima on paljon tätä korkeammalla), joten nyt ei kannata tähdätä siihen, että saa kurssin aloitettua ennen kuin uuden kurssin muoto tiedetään, ellei aio myös saada kurssia loppuun. Siirtymävaihe tulee väistämättä ja korvaavuuksia mietitään koko prosessin ajan, mutta ehdoin tahdoin siihen väliin ei kannata änkeä.

Tiiviskursseille on valtavasti tunkua, ja kursseille pääsevät valitaan mahdollisimman pian. Tässä vaiheessa on selvää, että kursseille eivät pääse opiskelijat, joiden valmistuminen ei ole akuutisti siitä kiinni. Tämä on kurjaa, mutta kun tilaa on parillekymmenelle ja hakijoita tuplaten, näillä mennään.

Tämä ei ole luvattu merkintä Aineopintojen laboratoriotöihin liittyvien ongelmien pitkän tähtäimen ratkaisuista. Pikemminkin nämä kesän tiiviskurssit ovat laastari ja kyynärsauva. Joskus niitäkin tarvitaan.

Fysiikan aineopintojen laboratoriotyöt I-II -kursseja voi suorittaa kesällä 2015 tiiviskursseilla. Tiiviskurssit ovat tarkoitetut erityisesti opiskelijoille, joiden valmistuminen on viivästynyt tai uhkaa viivästyä laboratoriotöiden puuttumisen vuoksi. Jos tilaa on, kursseille voidaan ottaa myös muita kiinnostuneita, erityisesti jos heillä on painavat syyt kurssin suorittamiseen kesällä.

Ensimmäinen tiiviskurssi järjestetään 18.-29.5. ja toinen 1.-12.6. Molemmat kurssit kestävät kaksi viikkoa, ja niihin kuuluu laboratoriotöiden suoritus sekä ohjausta tulosten käsittelyyn ja raporttien/selostusten kirjoittamiseen. Kahden viikon puitteissa siis myös palautetaan selostukset kaikista töistä. Jos laboratoriotöistä on aiempia suorituksia, niitä ei tarvitse tehdä uudestaan. Valmistautumalla huolellisesti ja tekemällä pitkää päivää voi kuitenkin jopa kaikki 14 työtä suorittaa kurssin puitteissa.

Tiiviskurssi on erinomainen tapa saada roikkuvat opinnot pakettiin.

Kurssille ilmoittaudutaan osoitteessa https://elomake.helsinki.fi/lomakkeet/59334/lomake.html (Päivitys 15.4.2015: Tiiviskursseille päässeet on valittu ja kaikille hakeneille ilmoitettu päätöksistä.)

Kursseille hyväksytyille ilmoitetaan viimeistään huhtikuun lopussa.

Yksi kandidaatintutkinnon murheenkryyneistä on kurssipari nimeltä Aineopintojen laboratoriotyöt I-II. Nämä ovat kurssit, joihin todellakin kiteytyy lausahdus “kaikki kurssit ehtii suorittaa ennen kuin valmistuu”.

Aineopintojen laboratoriotyöt pitäisi suorittaa kolmantena opiskeluvuotena. Kun tarkastellaan 2008-2011 aloittaneita fysiikan pääaineopiskelijoita, mediaaniaika kurssin AOL I suorittamiseen oli lähes neljä vuotta (47 kuukautta) opintojen aloittamisen jälkeen, ja AOL II valmistui vastaavasti hieman yli neljän vuoden päästä (49 kuukautta). Luvut ovat suuntaa-antavia ja poissaolovuosia sen paremmin armeijan kuin muiden syiden takia ei ole huomioitu. Hälyttävää on kuitenkin se, että kaikista näinä vuosina aloittaneista opiskelijoista vain 35 on läpäissyt AOL I:n ja 25 AOL II:n.

Kun tarkastellaan edellisen neljän vuoden (2004-2007) aikana aloittaneita, AOL I suoritettiin keskimäärin 52 kuukauden ja AOL II keskimäärin 58 kuukauden jälkeen, suorittaneita oli yhteensä 65 ja 63. Käytännössä siis puolet ainelabran suorittaneista on suorittänut sen viidennen opintovuoden loppupuolella tai sen jälkeen.

Ainelabrat ovat siis vaikeuksissa. Mistä tämä johtuu?

Työtavoista

Mitenköhän kultaisella 90-luvulla valmistuttiin, kun labroja piti suorittaa enemmän ja jokaisesta piti kirjoittaa selostus? Ainakin jotkut vanhemmat tutkijat valittelevat nykyisestä pullamössösukupolvesta.

Totuus kuitenkin on, että ainelabrojen suoritustapa on kehno. Varaa itse, yksin, itsellesi laboratoriovuoro, valmistaudu siihen itse, suorita työ itsenäisesti, kirjoita itse selostuksesi ja tee siihen tarvittavat muokkaukset, pidä itse huolta siitä, että suoritat kaikki työt, ja kun kurssi on suoritettu, jalkaudu vastuuopettajan luo pyytämään arvosanaa. Jos tarvitset vertaistukea, etsi sitä itse. (Facebookissa on muuten ryhmä, joka auttaa.)

Aikatauluttomat kurssit jäävät helposti venymään ja vanumaan. Tyypillisesti näin ajatellaan käyvän graduille. Jos gradua ei tee tutkimusryhmään, ja jos sen tekemisen aikana erehtyy töihin joista maksetaan, gradu jää tekemättä. Meillä on kuitenkin myös opiskelijoita, joilla on gradu tehtynä mutta aineopintojen laboratoriotyöt puuttuvat.

Kurssien työt vanhentuneita sisällön ja laitteistojen puolesta

Osa töistä on selvästikin vanhentuneita. Elektroniikalla on suhteettoman iso painoarvo. Tiettyjä asioita, kuten komponenttien juottamisen opettelu, on karsittu, mutta edelleen kaksi kahdeksasta pakollisesta työstä käsittelee elektroniikkaa, vaikka elektroniikan kurssi ei ole pakollinen. (Mittausmenetelmät on, joten operaatiovahvistin-työn voidaan argumentoida liittyvän siihen. Etäisesti.) Valinnaisia elektroniikan töitä on lisäksi pari (Loogiset peruselementit ja Transistorivahvistin).

Useat säteilytöissä aiemmin käytetyt standardilähteet ovat ajan saatossa puoliintuneet pois (tarkoitan sinua, natrium-22!) Kalibrointi onnistuu toki edelleen, mutta eihän tämä hirveän ajanmukaista kuvaa anna. Ylipäätään monet työt eivät varsinaisesti opeta fysiikkaa – laitteiston kanssa tappeleminen on toki olennainen osa soveltavaa fysiikkaa, mutta ei pääasia.

Ainelabrat pitäisi uudistaa, ja laboratorion esimieskin on tästä tietoinen. Jostain syystä kurssiuudistus valuu kuitenkin aina to do -listan häntäpäähän. Ja kuten kaikki tiedämme, kyllähän to do -listalla mittaa on, sen tyhjenemistä ei kannata odottaa henkeään pidättäen.

Assistenttihajontaa (tai -hajoilua)

Osa assistenteista on selvästi suositumpia kuin toiset. Tähän vaikuttaa varmasti assistenttien puhuma kieli – osa opiskelijoista vierastaa selkkarien kirjoittamista englanniksi – ja ehkä myös assistenttien ohjaustyyli ja assistenttien antamat arvosanat. Viimeisimpää on pyritty yhtenäistämään yhteisellä arvostelumatriisilla, joka speksaa kuhunkin arvosanaan tarvittavat suoritukset niin labratyöskentelyn, tulosten ja tulostenkäsittelyn, kuin selostuksen muodonkin suhteen.

Kaikki ainelabran assistentit ovat opetusvelvollisia. Opetusvelvollisuus on täyspäiväiselle työntekijälle 5% työajasta eli 80 h. Lukuvuodelle 2014-2015 päätettiin, että opetusvelvollisuus on pääsääntöisesti 28 tuntia lähiopetusta. Loppu on tarkoitus käyttää valmisteluun ja palavereihin. Ainelabrassa opetusvelvollisuus on n. 10 työvuoroa eli 40 h. Tämä on kompromissi, ja se on kaikille huono. Assistentin on vaikea oppia kaikkia ~20 työtä, kun hän ohjaa vain kymmenen vuoroa vuodessa, ja assistentteja tarvitaan aika liuta. Tämä osaltaan vaikeuttaa tiedonkulkua ja johtaa siihen, että välillä labravuoroja on niukalti tarjolla – ja välillä vuoroille tulee vain 1-2 opiskelijaa, mikä taas laitoksen ja assistentin näkökulmasta on tyhjäkäyntiä.

Assistentti ei tutustu opiskelijoihin, koska naamat vaihtuvat työvuorolta toiselle.

Opiskelijat

Kun syyttävä sormi on kohdistettu puitteisiin ja opettajiin, lienee reilua puhua myös opiskelijoiden osuudesta.

On vaikea ohjata opiskelijaa, joka ei erota elektroniikan komponentteja toisistaan, jolla on työohje hukassa, ja joka on buukannut työvuoron alkamaan niin, että laboratoriotyö pitäisi saada menemään kahdessa tunnissa neljän sijaan. Assistenttia turhauttaa myös ohjata ihminen läpi vaikeasti työstä ja jäädä kuuntelemaan radiohiljaisuutta. Zeemanin ilmiön selostuksia palautuu suorastaan hämmentävän vähän siihen nähden, että palauttamatta sitä ei voi valmistua kandidaatiksi fysiikasta. Apua opiskelija ei silti kysy – hän hautoo tuloksia pari vuotta ja varaa sitten uuden laboratoriovuoron jollekin toiselle assistentille.

Opiskelijan esitiedot eivät välttämättä ole kunnossa. Joskus opiskelija tulee tekemään työtä – jopa valinnaista työtä! – jonka taitoja hänellä ei yksinkertaisesti ole. Transistorivahvistin on hieno työ niille, jotka osaavat mitoittaa vahvistimen, mutta sitä on turha tulla tekemään, jos vastinpiirin käsite on uppo-outo. Jos saa näppyjä tilastoista, Pulssilaskennan statistiikka ei ehkä ole voittajan valinta.

Useammin ongelma kuitenkin on, että kurssit on käyty vuosia sitten, ja sen jälkeen autuaasti haudattu. Jos kvanttimekaniikkaa ei ole käynyt alkua pidemmälle ja Zeemanin ilmiöstä on viimeksi kuullut neljä vuotta aiemmin, työtä on enemmän kuin jos labraan hakeutuu kun asia on tuoreessa muistissa. Kyseinen työ ei useimmille ole helppo jälkimmäisessäkään tapauksessa.

Disclaimer: Kirjoittaja on sekä suorittanut että ohjannut ainelabroja kritisoimillaan tavoilla.