About Deleted User

Special user account.

Making sense of the social – kuinka kuulutaan tiedeyhteisöön?

Millaisiin yhteisöihin sinä tunnet kuuluvasi? Entä onko jotain yhteisöä, johon et kuulu vaikka haluaisit? Millaiset tekijät voisivat muuttaa tilanteen?

Matematiikan opetuksen tutkimusryhmän uusi tutkimusprojekti koki ensiesiintymisensä Pedaforum 2019 -konferenssissa kesäkuun alussa. Paikkana oli tuttu Kumpulan kampus! Tutkimusprojektin nimi on Making sense of the social: students integration into mathematics community. Projektin tavoitteena on tutkia sitä, miten pedagogisilla ratkaisuilla voidaan tukea opiskelijoiden akateemista yhteenkuuluvuuden tunnetta. Pedaforumissa projektin tutkijat Juulia Lahdenperä ja Juuso Nieminen esittelivät pilottitutkimuksensa tuloksia englanniksi yhdessä päivien kansainvälisistä sessioista.

Opiskelijoiden akateemisen yhteenkuuluvuuden tunteen tutkiminen saattaa enshätään tuntua kummalliselta. Mitä tekemistä sillä on matematiikan kanssa? Yhteenkuuluvuuden tunne tarkoittaa sitä, että kokee tulevansa sosiaalisesti hyväksytyksi ja otetuksi mukaan johonkin ryhmään. Tällaista kokemusta pidetään yhtenä keskeisenä psykologisen hyvinvoinnin tekijöistä. Onkin esitetty, että yhteenkuuluvuuden tunne olisi yksi ihmisen perustarpeista. Hieman kuten nälän tai turvallisuuden tunteen, tulee kuuluvuuden tunteen olla tyydytetty, jotta ylemmän tason toiminnot kuten luovuus voivat olla mahdollisia. Voisikin väittää, että korkeamman tason matematiikkaa ei voi syntyä, mikäli perusasiat eivät ole kunnossa!

Toki yliopisto-opiskelija voi kokea kuuluvansa vahvasti myös johonkin muuhun kuin akateemiseen yhteisöön – siis vaikkapa koripallojoukkueeseen tai sirkuksen henkilökuntaan. Tärkeää hyvinvoinnin kannalta onkin tuntea olevansa osa mitä tahansa yhteisöä. Toisaalta yliopistopedagoginen tutkimus alleviivaa, että akateeminen yhteenkuuluvuuden tunne on tärkeä opintoihin vaikuttava tekijä. Aiemmat yliopistomatematiikan kontekstissa tehdyt tutkimukset ovatkin osoittaneet, että matala yhteenkuuluvuuden tunne ennustaa suurempaa todennäköisyyttä opintojen keskeyttämiseen. Tämän lisäksi yhteenkuuluvuuden tunne on yksi merkittävistä naismatemaatikoiden vähäistä lukumäärää selittävistä tekijöistä.

Pilottitutkimuksessa kerättiin dataa matematiikan opiskelijoilta kahdesta suomalaisesta yliopistosta. Aineisto kerättiin kyselytutkimuksella, jossa kuuluvuuden tunnetta lähestyttiin niin tilastollisen kuin laadullisen ja avoimen datan näkökulmasta. Opiskelijat jaettiin tilastollisesti kolmeen ryhmään heidän matemaattisen yhteenkuuluvuuden tunteensa perusteella; nämä kolme ryhmää ilmensivät joko matalan, keskitason tai korkean tason kuuluvuutta matemaatikkojen yhteisöön. Tämän jälkeen analysoitiin näiden kolmen ryhmän avoimia vastauksia.

Opiskelijat kokivat laajasti, että heidän kuuluvuuden tunnettaan tukivat vuorovaikutussuhteet muiden opiskelijoiden ja henkilökunnan kanssa. Tämä tulos ei liene yllättävä! Mielenkiintoisesti konkreettiset oppimisympäristöt – siis vaikkapa yksittäiset kurssit – näyttelivät suurta osaa kuuluvuuskokemuksissa. Ne opiskelijat, jotka ilmensivät korkeaa matematiikkayhteisöön kuulumisen tunnetta, nostivat vastauksissaan esille myös tiedeyhteisön merkitystä. Tällöin vuorovaikutus henkilökunnan kanssa korostui.

Opiskelijana eniten vaikuttivat yhteiset keskustelut, joissa jokaisella oli tasapuolinen rooli. Se, että osaa puhua matematiikkaa, on ehkä tärkein ominaisuus, joka tekee yhteisön jäsenen.”

Tämänhetkinen tiedeyhteisö matematiikan laitoksella on erityinen. Kisällioppiminen mahdollistaa kuuluvuuden tunnetta.”

Millaiset tekijät sitten estivät opiskelijoiden kuuluvuuden tunnetta akateemiseen yhteisöön? Ne opiskelijat, jotka luokiteltiin tutkimuksessa matalan kuuluvuuden tunteen ryhmään, kokivat erityisesti, että heidän alhainen matematiikan kompetenssinsa vaikeutti heidän kuulumistaan matemaattiseen yhteisöön. Heikoksi koetut taidot heijastuivat siis sosiaalisiin suhteisiin. Toisaalta myös osa korkean kuuluvuuden tunteen ryhmään kuuluvista opiskelijoista kokivat, etteivät he osaa matematiikkaa tarpeeksi hyvin ollakseen osa matemaatikkojen yhteisöä. Pelko siitä, että on “tyhmä” näyttääkin olevan kaikkien kolmen tutkimuksessa identifioidun opiskelijaryhmän ominaisuus. Vastauksissa kuvattiin oppimisympäristöistä myös piirteitä, jotka vaikeuttivat akateemiseen yhteisöön kiinnittymistä; tällaisia olivat esimerkiksi kireät ja ahdistavat laskuharjoitustilanteet.

Kumpulan kampuksen käytävät ovat hyviä paikkoja yhteisöllisen matematiikan tekoon. Kuitenkin ne ovat aika mieluisia, joten keskittyminen siellä on välillä vähän vaikeaa. Kirjastossa saa hiljaisuutta, mutta kääntöpuolena tulee yksinolo.”

Luin huonosti opetetun lyhyen matikan lukiossa, joten ei siltä pohjalta tulla ‘osaksi matematiikkayhteisöä’. Muun luuleminen olisi harhakuvitelmaa.”

Aikaisempi yliopistopedagoginen tutkimus käsittää kuuluvuuden tunteen tärkeänä hyvinvointiin liittyvänä tekijänä. Meidän tutkimuksemme korostaa, että kuuluvuuden tunne rakentuu osana opintoja ja oppimisympäristöjä. Näin ollen tähän perustarpeeseen on mahdollista vaikuttaa käytännön opetusjärjestelyjen kautta! Jokainen opettajan valinta opetusmuodoista (luennot, ryhmäharjoitukset, keskustelut) sisältää mahdollisuuden rakentaa yhteenkuuluvuuden tunnetta. Aiemman tutkimuksen perusteella voidaan väittää, että kuuluvuuden tunteen tukeminen heijastuisi positiivisesti myös opintoihin. Tätä väitettä alammekin tarkastella matematiikan kontekstissa pilottitutkimuksemme ja myöhemmin koko projektin tiimoilta!

Opettaja: millaisin keinoin sinä voisit tukea yhteenkuuluvuuden tunnetta yliopistokursseillasi?

”Hurjaa hippimeininkiä!” eli opiskelijat päättämässä oman arvosanansa matematiikan massakurssilla

Otsikon lainaus on peräisin erään opiskelijan viestistä luentochatissa, kun Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I -kurssin aloitusluennolla kerrottiin, että kurssilla ei ole lainkaan tenttiä. Sen sijaan jokainen opiskelija olisi itse vastuussa oman arvosanansa asettamisesta. Siis hetkinen!

Idea itsearvioinnista kurssin arviointimuotona lähti Johanna Rämön aiemmasta kurssikokeilusta, josta voit lukea täältä. Keväällä 2017 idea lähti jalostumaan: kuinka siirtää itsearvioinnin pedagogiikkaa suuremmille massakursseille? Perinteiseen arviointiin liittyy useita ongelmakohtia kuten bulimiaoppiminen ja koestressi. Jokainen yliopistossa opiskellut tunnistaa varmasti tilanteen, jossa tenttikirjapinoa pläräillään viimeisenä iltana ennen koetta paniikissa, päivän kahdeksannen kahvikupin äärellä. Olisiko jonkin toisen arviointimuodon avulla mahdollista päästä loppujen lopuksi jopa parempiin oppimistuloksiin – tai ainakin hieman fiksumpien työskentelymuotojen äärelle?

Kehitimme kurssille Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I oppimisympäristön, jota kutsumme ”reflektiokeskeiseksi”. Sanahirviö kätkee taakseen mitä erilaisimpia arvioinnin ja palautteen muotoja. Kurssilla tarjottiin opiskelijoille palautetta kirjallisesti (palautettavista tehtävistä), automaattisesti (sähköisistä Stack-tehtävistä) sekä epäformaalisti (ohjauksen muodossa). Lisäksi kurssilla harjoiteltiin vertaispalautteen antamista. Ja niin: kurssilla harjoiteltiin kaksi kertaa oman osaamisen itsearviointia, ja kurssin lopuksi jokainen sai asettaa itselleen oman arvosanan. Apuna tässä toimi oppimistavoitematriisi. Itsearvioinneista sai myös sähköistä palautetta, joka kertoi summittaisesti, vastaako opiskelijan oma arvio tietyn oppimistavoitteen suhteen hänen kurssilla tekemiään, tavoitteeseen liittyviä tehtäviä. Kurssin tukikohta toimi Moodlessa – 164 opiskelijaa piti huolen siitä, että ilman sähköistä toteutusta tätä oppimisympäristöä ei olisi voinut toteuttaa!

Mihin tällainen oppimisympäristö sitten johti? Toteutuiko kauhuskenaario ”jokainen antaa itselleen vitosen ja juoksee karkuun”? Ensinnäkin, opiskelijat tekivät vuoden 2016 kurssiin verrattuna paljon enemmän tehtäviä. Positiiviseksi ongelmaksi nousi se, että tehtäviä tehtiin niin paljon, että niiden tarkastajien työtunnit loppuivat kesken! Opiskelijat tekivät tehtäviä myös edellistä vuotta tasaisemmin. Arvosanat sen sijaan eivät jakautuneet tasaisesti: opiskelijat arvioivat itselleen suuria arvosanoja, ja arvosana 5 olikin selvästi yleisin. Arvosanan 5 saaneet opiskelijat tekivät toisaalta tällä kurssilla todella suuren määrän tehtäviä. Kuinka paljon tehtäväpisteiden määrä kertoo oppimisen tasosta verrattuna kurssikokeeseen? Entä kuinka paljon tästä kertoo perinteinen kurssikoe? Näitä kysymyksiä jouduimme käsittelemään hyvin usein kurssikehityksen tiimellyksessä.

Taulukko 1: Kurssin tehtäväpisteet verrattuna edellisen vuoden kesäkurssiin

STACK-tehtävät Paperiset tehtävät
Keskiarvo (%) Keskihajonta Keskiarvo (%) Keskihajonta
Kesä 2016 61,2 34,7 68,0 33,0
Kesä 2017 68,5 32,2 74,6 23,1

Taulukko 2: Pystyvyysusko sekä syvä- ja pintaopiskelun strategiat aineistossa (asteikolla 1–5)

Keräsimme lopullisen itsearvioinnin yhteydessä kurssipalautteen, sillä halusimme aidosti kuunnella opiskelijoiden ääntä uuden kurssimallin kehitystyössä. Avointen vastausten analyysi paljasti, että kokeen poistaminen vähensi stressiä ja rohkaisi opiskelijoita opiskelemaan itseään varten. Opiskelijat kuvasivat vastauksessa vastuun ottamista omasta oppimisestaan. Lisäksi sisäisen motivaation kuvailut nousivat aineistosta esille. Itsearviointi nähtiin hyödyllisenä kurssin osana, joka auttoi hahmottamaan omaa osaamista ja tuki opiskelua. Toisaalta opiskelijat kaipasivat koekertausta. Lisäksi toistuva teema opiskelijoiden vastauksissa oli oppimisympäristön outous: näin autonominen itsearvioinnin kulttuuri ei tosiaankaan ollut opiskelijoille entuudestaan tuttu!

”Tentittömyys on myös poistanut turhaa stressiä, jolloin motivaatio oppimiseen on pysynyt täysin asioiden ymmärtämisessä, ei tenttiarvosanan tavoittelussa.”


Lopulta kyse on siitä, että haluamme muuttaa oppimiskulttuuria kurssilla aivan totutusta päinvastaiseksi. Väitämme, että jos oppimisympäristön halutaan kannustavan syvään oppimiseen ja sisäiseen motivaatioon, niin kaikkien sen elementtien on tuettava tätä tavoitetta aidosti. Kurssin tarkoituksena ei ollut ”liimata” normaalin kurssin päälle itsearviointityökalua, vaan antaa avaimet oppimiseen aidosti opiskelijalle itselleen. Kurssikokeilu asettaakin opiskelijat perustavanlaatuisten kysymysten äärelle. Ketä varten minä opiskelen? Mikä on tavoitteeni kurssin suhteen? Entä motivaationi? Myönnettäköön siis, että erään opiskelijan ”hippimeininki”-kommentti osui naulan kantaan.

Matematiikkaa kaikille!

Kirjoittaneet Matematiikka tutuksi -kurssin luennoitsijat Juulia Lahdenperä ja Rami Luisto.

Laitoksellamme on jo pitkään järjestetty Matematiikka tutuksi -nimellä kulkevaa kurssia. Viime syksynä päätimme säilyttää kurssin vanhan nimen, mutta laitoimme sen sisällön puolesta radikaalisti uusiksi. Me luennoitsijat olimme uudesta kurssista enemmän kuin innoissamme; siitä kertonee kurssin epävirallinen runomitallinen kurssikuvaus:

Mi ompi se kurssi jok’ syksyn sarastaess’ hohkaa?
Se Matematiikka Tutuksi on, se meidän uudistuneena kohtaa!
Jos vastauksia kysymyksiis’ halajat;
miten algebra ja salakirjoitus toisiaan vastavajat?
Jos päätäsi kovasti askarruttaa;
miten tilastoilla voi rosmoja jarruttaa?
Etkä pohdinnallasi osaa selvittää,
kuinka neliulotteisen aika-avaruuden geometria pelittää.
Niin juosten kohti kurssiamme nyt riennä!
Ei liian hidas sitä käymään ennä.
Vaikk’et matematiikkaa pääaineenasi luekaan,
tai vaikk’ei aiemmat opintosi alaa tuekaan,
niin älä huoli!
Löytyy meiltä sinullekin tuoli.

Tavoitteenamme oli laajentaa opiskelijoiden käsitystä matematiikasta antamalla välähdyksenomaisia esimerkkejä korkeamman matematiikan ilmiöistä ja sovellutuksista. Lisäksi halusimme esitellä matematiikan filosofista ja luovaa puolta, sekä antaa tilaa niille pohdinnoille, joille ei perinteisten luentokurssien puitteissa ole aikaa. Kurssi suunnattiin pääaineeseen katsomatta kaikille matematiikan kauneudesta ja arkipäivän sovelluksista kiinnostuneille opiskelijoille, eikä kurssille ollut esitietovaatimuksia.

KURSSIN TOTEUTUS

Kurssi kesti seitsemän viikkoa, ja joka viikolla oli oma teemansa. Jokaisen viikkoteeman puitteissa käsiteltiin johonkin tiettyyn matematiikan alaan liittyviä jännittäviä näkökulmia ja ilmiöitä. (Kurssipalautteen mukaan ehdottomasti suosituin viikkoteema oli salakirjoitus!) Kurssi koostui viikoittaisista luennoista ja pienryhmätapaamisista. Luennot toteutettiin dialogiopetuksena kahden luennoitsijan voimin. Tavoitteena oli matemaattisen sisällön ohella esitellä matemaatikoiden ajattelua ja työskentelyä luennoitsijoiden vuorovaikutuksen kautta.

Kurssin opiskelijoiden taustojen laajuus oli ennakkoon tiedossa. Tästä syystä luentojen lähtökohtana oli se, ettei kaikkien opiskelijoiden tarvitse ymmärtää kaikkea – kunhan jokainen ymmärtäisi ainakin jotain, ja myös edistyneemmille opiskelijoille tarjottaisiin kiinnostavia näköaloja. Luennoitsijoina halusimme jättää opiskelijoille myös ihmetyksen tunteita: se, ettei tajuakaan kaikkea, voi olla hyvinkin positiivinen kokemus. Kurssin pienryhmien motivaattorina toimi lausahdus “Mennään Heurekaan!”. Kurssilla ei siis ollut perinteisiä viikoittaisia kotona tehtäviä laskuharjoituksia, vaan pienryhmään tultiin pohtimaan viikkoteemaan liittyviä enemmän tai vähemmän konkreettisia kysymyksiä. Pienryhmien ohjaajina toimivat Opiskelijalähtöinen ohjaaminen -kurssin opiskelijat.

KURSSIPALAUTE

Keräämämme kurssipalautteen (N=72) mukaan kurssi oli kokonaisuudessaan hyvin suosittu. Luultavasti on kuitenkin helpompaa seurata matemaattisia keskusteluja kuin osallistua niihin aktiivisesti itse: opiskelijoiden mielestä luennoille (KA 4,54/5) oli keskimäärin pienryhmiä (KA 3,89/5) mukavampi tulla. Tulokset on esitetty alla olevissa taulukoissa:

luennoilleolimukavatullapienryhmiinolimukavatullaKahden luennoitsijan malli otettiin uuden uutukaisuudessaan (tai siitä huolimatta) erinomaisesti vastaan. Opiskelijat pitivät kyseistä mallia kurssille erinomaisesti sopivana: väittämä “Kaksi luennoitsijaa toi kurssille lisäarvoa” sai keskiarvoksi 4,42/5.

kaksiluennoitsijaatoikurssillelisaarvoaSaamassamme palautteessa kommentoitiin luentoja mm. seuraavasti:

“Mielenkiintoisia, tosin raapaisunomaisia. Välillä ei tiennyt, oliko kyseessä komedia vai tragedia, mutta viikon viihdepläjäys ainakin :)”

“Erittäin hyviä, erityisesti johdantona syvempään matematiikkaan. Täysin ymmärrettäviä, mutta opettavaisia ja mieltä avartavia.”

“Rento, mutta asiantunteva ote luennoitsijoilla. Mukavan jutusteleva & epäformaali tyyli. Pidin myös aihevalinnoista.”

Pienryhmienkin osalta palaute oli hyvää:

“Hauskoja puuhatuokioita. Tehtävät vaihdelleet tosi hyvistä tylsiin.”

“Näissä on ollut mukava käydä ja tehdä tehtäviä. Mukavaa tutustua kurssilaisiin vähän rennompien tehtävien parissa. Askartelu on ollut hauskaa ja auttanut ymmärtämään ratkaisuja. Piristää viikkoa, kun on tämmöinen puuhastelulaskari sen aikana.”

“Täydensi luentoja hyvin, ‘jänniä pohdintatehtäviä’.”

Kysyimme kurssipalautteessa myös sitä, muuttuiko opiskelijoiden käsitys matematiikasta kurssin aikana tai sen johdosta. Saadut vastaukset ovat erittäin rohkaisevia! Alla muutamia herkkupaloja:

“Kiehtovaa, mutta ajattelu on työlästä.”

“[Matematiikka on] mielenkiintoisempaa kuin olin kuvitellut, monipuolisempaa. Aiemmin kammoamani aine, tämän kurssin myötä on mielenkiinto hieman herännyt, ei ole enää niin kammottavaa, ehkä jopa hieman kiehtovaa :)”

“[…] En aiemmin ymmärtänyt miten paljon ilmiöitä voidaan ymmärtää ja toisaalta muokata matemaattisin perustein.”

“Ehkä hauskuus oli yllättävintä. En ole koskaan ollut näin hauskoilla matikan tunneilla :D”

Myös opiskelijoiden käsitys matemaatikoista tarvitsi ilmeisesti päivitystä:

“Matemaatikkojen huumori on oikeasti hauskaa…”

“Ehkä eniten minuun on iskenyt matemaatikoiden intohimo ja peräänantamattomuus ongelmien edessä.”

“[…] tyypit on olevinaan humanisteja, kunnes :D”

“Matemaatikot ovat persoonallisia ja osa huijareita.”

“Nyt on nähty että matemaatikot osaavat puhua myös ihmisten kieltä.”

POHDINTAA

Luennoitsijoiden näkökulmasta kurssi oli siitä poikkeuksellinen, että se antoi vapauden käsitellä laaja-alaisesti erilaisia mielenkiintoisia matemaattisia ilmiöitä isosta kokonaisuudesta välittämättä. Kurssi saattoi kuitenkin olla opiskelijoiden näkökulmasta haastava, sillä aiheet vaihtuivat viikoittain, eikä tukevaa kokonaisuutta näin ollen muodostunut. Olisi mielenkiintoista kokeilla kurssia myös tyylillä, jossa syvennyttäisiin ainoastaan yhden matematiikan osa-alueen populaareihin ilmiöihin.

Dialogiopetus itsessään oli erittäin kiinnostava kokemus. Kunhan yhdessä luennoimisen ideaan pääsi sisään, se vähensi jännitystä ja stressiä; mikäli oma ajatus katkesi, toinen pystyi jatkamaan juttua uusiin enemmän tai vähemmän tangentiaalisiin suuntiin. Tämä mahdollisti matemaattisten kysymysten käsittelemisen vapautuneesti ja kokeilevasti, joka osaltaan erinomaisesti tuki kurssin tavoitteiden toteutumista.

Kurssin opiskelijat olivat pääosin kumpulalaisia sivuaineopiskelijoita. Tätä tilastoa haluaisimme parantaa tulevina vuosina. Muiden kampusten opiskelijat, erityisesti he, jotka eivät perinteisesti opiskele matematiikkaa sivuaineenaan, tulisi saattaa tietoiseksi tästä kurssista. Kurssin mahdollinen uudelleennimeäminen Matematiikkaa kaikille! -kurssiksi toivottavasti osaltaan kannustaa myös näitä eksokumpulalaisia tulemaan mukaan!

EPILOGI AKA TL;DR

“Noni. Miten meni noin niinku omasta mielestä?”

“Mä tykkäsin.”

“Niin mäkin!

“Ja niin tykkäs muuten opiskelijatkin!“

“… ja pienryhmien ohjaajat!“

“Jep, ei muuta ku ensi vuonna uusiksi!”

Entä jos kukaan ei vastaa?

Opiskelijoiden aktiivisen roolin merkitystä ja luennoilla tapahtuvaa vuorovaikutusta on käsitelty tässä blogissa jo ainakin kirjoituksissa Opettamisesta oppimiseen ja Aktiivisempia luentoja. Esimerkiksi erilaisten kysymysten ja äänestysten avulla opiskelijoita voi herätellä pohtimaan luennon aiheita ja samalla kannustaa heitä jakamaan ajatuksiaan pienissä ryhmissä tai pareittain. Lopuksi kysymystä voidaan tarkastella yhdessä, jolloin opettajakin pääsee kuulemaan opiskelijoiden mietteitä ja johdattelemaan keskustelua tarvittaessa oikeaan suuntaan.

Isossa salissa yhteisen keskustelun käynnistäminen ei kuitenkaan aina onnistu. Opiskelijoista saattaa tuntua epämukavalta olla yksin äänessä isossa ihmisjoukossa, ja kynnys erityisesti ensimmäisen puheenvuoron pyytämiseen voi olla korkea.

Keväällä järjestetyssä Matematiikan opetuksen iltapäivässä Aalto-yliopiston apulaisprofessori Pauliina Ilmonen kertoi kehittämästään luentopelistä, joka rohkaisee opiskelijoita osallistumaan keskusteluun. Peli on hyvin yksinkertainen: Opettaja jakaa opiskelijat kahteen suurin piirtein yhtä suureen joukkueeseen jakamalla luentosalin keskeltä kahtia. Kun opettaja kysyy kysymyksen, opiskelijat pyytävät puheenvuoroa viittaamalla, ja jokainen viittaava opiskelija tuo omalle joukkueelleen yhden pisteen. Jos kukaan ei pyydä puheenvuoroa, saa opettaja pisteen.

Päätin kokeilla peliä heti lineaarialgebran kurssillani, ja se todella toimii! Jos ryhmän puheliaimmat opiskelijat olivat poissa eikä yhteinen keskustelu ottanut käynnistyäkseen, aloitin pelin ja hävisin sen joka ikinen kerta saamatta yhtäkään pistettä koko kurssin aikana. Useimmiten vastauksia alkoi sadella niin paljon, että sekosin lopulta tukkimiehen kirjanpidossani ja pelin tulos jäi enemmän tai vähemmän epäselväksi. Halusin kannustaa opiskelijoita hyödyntämään luennot mahdollisimman tehokkaasti, joten annoin joukkueille pisteitä myös opiskelijoiden esittämistä kysymyksistä.

IMG_6292b

Kokemusteni mukaan luentopeli paitsi auttaa käynnistämään keskustelun, myös lisää siihen osallistuvien opiskelijoiden määrää, kun entistä useammat opiskelijat rohkaistuvat viittaamaan. Tämä tarjoaa hyvän tilaisuuden tuoda esiin erilaisia ajattelutapoja ja näkökulmia. Opettajalle opiskelijoiden kysymykset ja vastaukset antavat arvokasta tietoa siitä, millaisiin asioihin pitää vielä paneutua tarkemmin. Suosittelenkin luentopelin kokeilemista kaikille opettajille, jotka haluavat aktivoida opiskelijoitaan ryhmän yhteiseen keskusteluun.

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!

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.