Tekniikan museo Helsingin Vanhassakaupungissa on pannut paljon peliin tarjotakseen nuorille kivoimman koulupäivän ikinä. Vierailu muuttuu miltei seikkailuksi HOW LUMATE-oppimisympäristössä, jossa kummastelu kannattaa ja toiminta lisää tietoa.
Miten vettä puhdistetaan? Entä miten tekoäly oppii ja robotiikka ratkaisee ongelmia? Miten asioita tuotetaan viisaasti ja mitä kaikkea pakkaamisessa on otettava huomioon? Tekniikan museo vastaa näihin ja moniin muihin luonnontieteiden, matematiikan ja tekniikan kysymyksiin uudessa, pysyväksi tarkoitetussa LUMATE-oppimisympäristössä. Museon päänäyttelyhalliin rakennettua kokonaisuutta yhdistää kaikenkattava miten-kysymys: HOW.
Laajassa, 10 eriaiheista työpistettä tarjoavassa kokonaisuudessa oppiminen tapahtuu oivaltamisen, tekemisen ja kokemisen kautta. Useat ilmiöt tulevat tutuiksi, sillä oppilaiden on tarkoitus kiertää pienryhmissä työpisteeltä toiselle, etsiä ja yhdistellä tietoa kussakin, tarttua toimeen ja havahtua syy-seuraus-suhteisiin. Ilmiöiden kummastelu muuttuu konkreettiseksi kokemukseksi ja omakohtainen kokemus tiedepääomaksi.
Oppimisympäristö antaa enemmän kuin luokkahuone
Lokakuussa toimintansa aloittava LUMATE-oppimisympäristö on tarkoitettu 7.–8.-luokkalaisille, mutta se sopii myös vanhemmille oppijoille. Vierailijoita varmasti riittää. Tekniikan museon toimitusjohtaja Anssi Tuulenmäki kertoo museon olevan etenkin pääkaupunkiseudun oppilaitoksille hyvin tuttu, sillä niistä saapuu oppilasryhmiä viikoittain ja jopa toistuvasti vuodesta toiseen.
– LUMATE-oppimisympäristön tavoite on olla enemmän kuin luokkahuone. Oppilaat pääsevät työpisteissämme tekemään asioita konkreettisesti, mikä on monelle mukavampaa kuin koulussa istuminen kirjojen ja kaavojen parissa. Tulevaisuuden osaajat oppivat taitoja havainnollisella, osin pelimäisellä tavalla, Tuulenmäki selvittää.
Uusi, innostava työpistetekokonaisuus keskittyy etenkin ympäristön kestävään kehittämiseen tarvittaviin taitoihin. Kussakin pisteessä oppilaille kirkastuu LUMATE-aineiden ja niihin liittyvien ilmiöiden merkitys jokapäiväisessä elämässä, yhteiskunnassa ja teknologiassa.
Työpisteissä otetaan selvää esimerkiksi siitä, miten signaali kulkee, miten puun avulla ratkaistaan maailman ongelmia, miten biomuovia valmistetaan, kuinka ilmasto pelastetaan ja miten sähköä tuotetaan sekä muutetaan energiamuodosta toiseen.
Tekoälyyn, koneoppimiseen ja algoritmeihin keskittyvässä työpisteessä oppilaat voivat matkia tekoälyä ja saavat käsityksen koneoppimisen periaatteista. Yksi niistä on, että tekoälyn vastauksiin vaikuttaa sille annetun aineiston laatu ja laajuus. Onhan tärkeää, että se erottaa vaikkapa kissat leijonista.
Inspiraatiota alanvalintaan
HOW-ympäristössä oppilaille avautuvat lukuisat ilmiöt, joiden kanssa he elävät parhaillaan ja joiden kehityksen he tulevat elämässään vielä kokemaan elleivät ole peräti niiden kehitystä viemässä eteenpäin.
Työpisteiden viereen on sijoitettu tietoa kunkin alan opiskelumahdollisuuksista ja tutkimusryhmistä. Anssi Tuulenmäen suurena toiveena on, että huolella rakennettu oppimisympäristö saisi heterogeeniset kansanjoukot innostumaan LUMATE-aineista, vaikuttaisi pohdintoihin jatko-opiskelusta ja siirtyisi ennen pitkää työnantajien eduksi. Hän pitää tärkeänä, että niin Suomessa kuin maailmalla LUMATE-aloille saadaan uutta ja entistä monimuotoisempaa väkeä.
– Jos esimerkiksi tekoälyn kehittäminen jää keski-ikäisille Piilaakson insinööreille, olemme hukassa. He kehittävät tuotteita itseään ajatellen. Ideointiin ja suunnitteluun tarvitaan eri-ikäistä ja paljon monipuolisempaa porukkaa. Ikävä kyllä teknisiä aineita opiskelevista edelleenkin suurin osa miehiä.
Oppilaitosyhteistyötä uudella tasolla
Tekniikan Museo on jo pitkään tehnyt aktiivista yhteistyötä eri verkostojen ja oppilaitosten kanssa. HOW-kokonaisuus on sekin suunniteltu yhdessä Suomen johtavien LUMATE-toimijoiden kanssa. Työpisteitä ovat ideoineet ja rakentaneet tutkijat eri oppilaitoksista. Näitä ovat muiden muassa Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Kemianluokka Gadolin, Aalto yliopiston tuotantotalouden laitos ja Riihimäen Robotiikkakampus.
LUMATE-oppimisympäristössä yhteistyö yliopistojen laitosten kanssa vietiin uudelle tasolle.
– LUMATE-oppimisympäristössä yhteistyö yliopistojen laitosten kanssa vietiin uudelle tasolle. Työpisteiden sisältö ja substanssiosaaminen tuli näiltä toimijoilta, ja pisteiden ideoimisen ja rakentamisen pohjana ovat aidot tutkimushankkeet. Näin merkittävää oppilaitosyhteistyötä ei ole aiemmin museon hankkeissa tehty, Tuulenmäki iloitsee.
Oppilaitosyhteistyö sinänsä on museolle arkipäivää. Tuttu yhteistyökumppani vuosien varrella on ollut museon tuntumassa Helsingin Arabiassa sijaitseva Metropolia Ammattikorkeakoulu, jonka kulttuurialan opiskelijoiden kanssa museo on toteuttanut kahdesta neljään projektia vuodessa. Yleistä on myös, että kyseisestä tai muusta oppilaitoksesta tulee opiskelijoita harjoitteluun tai tekemään lopputyötään.
Sähköautoja legoista ja valintoja labyrintissa
Hyvänä esimerkkinä onnistuneista toteutuksista Tuulenmäki pitää LUMATE-oppimisympäristön tuotantotalouden työpistettä. Sen suunnittelussa on ollut suuri rooli emeritusprofessori Eero Elorannalla, Teknillisen korkeakoulun ja myöhemmin Aalto-yliopiston tuotantotalouden koulutusohjelman professorina toimineella alan gurulla.
– Minulla ei tiedossa, että vastaavalla tavalla professorit olisivat käyttäneet omaa aikaansa yliopiston ulkopuolella tapahtuvan oppimisen suunnittelemiseen. Työpisteessä rakennetaan legoista sähköautoja. Oppilaat voivat koota niitä muutamalla eri tavalla ja saada käsityksen valmistuksen vaihtoehdoista sekä standardoimisen ja moduuleihin jakamisen vaikutuksista tuotannon vauhdittamiseen.
Päänäyttelyhalliin on rakennettu myös 20 metriä labyrintti. Sen ovat nuoremmilleen suunnitelleet opiskelijat, joiden opinahjo on Helsingin yliopistoon kuuluva Ilmakehätieteiden keskus INAR. Rakenteen sisällä oppilaiden on tehtävä valintoja tai tehtäviä tietyissä risteyskohdissa. Niillä he vaikuttavat siihen, tulevatko he labyrintistä ulos kaksi vai neljä astetta lämmenneelle maapallolle.
Ympäristöystävällistä muovia ja viisasta pakkaamista
Kemianluokka Gadolinin suunnittelemassa työpisteessä nuoria odottaa laboratorio, jossa he pääsevät näkemään ja saamaan aikaan kemiallisia reaktioita. Oppilaiden tehtävänä on valmistaa omin käsin tärkkelyksestä biomuovia. Se kertoo muovin tulevaisuudesta, sillä biomuovi hajoaa luonnossa toisin kuin perinteinen.
Jopa Marttaliitto on ollut mukana nuorten ajatusmaailman laajentamisessa: se on yksi pakkaamiseen liittyvän työpisteen taustajoukoista. Pisteellä nuoret saavat käyttää luovuutta miettimällä, miten tehdä paketteja, jotka suojaavat sisältöä, mutta kestävät myös kuljetuksen, ottavat huomioon kaupan ja asiakkaan tarpeet ja ovat vielä ekologisen kierrätettäviä.
Anssi Tuulenmäki toivoo, että ryhmän lähtiessä museosta oppilaat ajattelisivat ilmiöistä eri tavalla kuin paikalle tullessaan. Käynti on tehnyt tehtävänsä, jos he ajattelevat esimerkiksi kaupassa käydessään pakkausten suunnittelun, valmistuksen ja kierrättämisen vaatimuksia.
Oppimista vaan ei opetusta
LUMATE-oppimisympäristö ei kerää opettajan harteille ylimääräistä painolastia, sillä oppilaat toimivat pitkälti keskenään pienryhmissä, ja museon henkilökunta on mukana tiimejä opastamassa. Lähestymistapa korostaa rentoutta ja stressittömyyttä.
– Kyseessä ei ole opettamisympäristö. Kukaan ei opeta vaan oppilaat oivaltavat kokemalla ja tekemällä. Tämä ei ole myöskään oikein-väärin-ympäristö, sillä oikeita toimintatapoja voi olla useita: esimerkiksi vettä voidaan puhdistaa eri tavoin. Paineettomuutta ja oppisen iloa lisää se, ettei koettua tentitä. Toki toivottavaa on, että koulussa vielä keskustellaan oivalletuista asioista.
Lisärahoituksella vientituotteeksi
– HOW LUMATE -ympäristöä voidaan kehittää ja kasvattaa ajan mittaan. Siitä on jo mietinnässä digitaalinen versio. Kenties työpisteitä voisi kiertää tabletin ja virtuaalilasisen avulla? Ehkä oppilaat kiertäisivät paperitehdasta VR-lasien avulla? He voisivat myös piipahtaa niiden kanssa virtuaaliseen metsään. Seuraavat askelet riippuvat resurssien kumuloitumisesta. Mitä saisimmekaan aikaan, jos mukaan tulisivat peliyritykset, Tuulenmäki visioi.
Suunnitelmissa on levittää tietoa oppimisympäristöstä tiedekeskuksiin ympäri Suomea. Tuulenmäki katsoo, että HOW LUMATE voisi levitä ympäri maata kuten Yrityskylä-konseptikin. Konkreettinen ympäristö, jossa lapset saavat toteuttaa käsillään asioita, saa varmasti kannatusta.
– Koko ajan on uskallettava unelmoida. Siitä tulee energia tekemiseen. Suuremman kuvan unelmoimisesta tulee kuin tähti taivaalla: tuota kohti lähdemme menemään. Uskon, että pitemmälle viedystä kokonaisuudesta olisi jopa vientituotteeksi.
Hankkeen rahoittajina ovat toimineet LUMATE-alojen liitot ja säätiöt kuten Insinööriliitto, TT-säätiö, TEK, STEK ja Metsämiesten Säätiö. Museo toivottaa koulut ja luokat tervetulleiksi vierailulle myös uudestaan.
Teksti Liisa Joensuu
