Tällaiseen tilanteeseen on lähdetty liittämään arkielämän esimerkkejä. Opiskelija työstää dynamiikan opintojaksolla osallistavaan opetukseen liittyvän harjoitustyön, Dynamiikan mittaukset. Opiskelija saa valita harjoitustyön aiheen itse. Aihe voi olla esimerkiksi moottoripyörän jarrutusmatkan mittaaminen ja saatujen mittaustulosten vertaaminen opittuun dynamiikan teoriaan.
Opiskelija määrittää moottoripyörän jarrutusmatkan sekä laskennallisesti että käytännön mittauksin. Saadut tulokset raportoidaan ja opetellaan myös kaavaeditorin käyttöä. Vapaakappalekuvien piirtämisessä opiskelija kertaa statiikassa opittuja lainalaisuuksia, muun muassa painovoimavektorin suuntaa ja vektoreiden komponenttiesityksiä. Kun mitattuja tuloksia verrataan laskennallisiin arvoihin, opiskelija pääsee pohtimaan myös tulosten luotettavuutta ja tulosten oikeaa suuruusluokkaa virhetarkastelun avulla.
Kuvassa 1 on esitetty opiskelijan Dynamiikan mittaukset – harjoitustyöstä moottoripyörän vapaakappalekuva.
Opiskelija on piirtänyt moottoripyörästä vapaakappalekuvan, jossa näkyy moottoripyörän mittoja sekä moottoripyörän ja moottoripyöräilijän massakeskipisteet. Näitä tarvitaan jarrutusmatkan laskemiseen. Jarrutusmatkan laskemista varten tarvitsee pitää ensin selvittää moottoripyörän hidastuvuus liikeyhtälöiden avulla. Jarrutusmatka lasketaan saadusta hidastuvuudesta kinematiikan lainalaisuuksia hyödyntäen.
Opiskelijoiden dynamiikan harjoitustyötä voidaan käyttää osallistavista opetuksen menetelmänä. Kun opiskelijoille antaa vapauden valita itselle mielenkiintoisen aiheen, opiskelijoiden osallistuminen ja vastuunotto omista opinnoistaan vahvistuu. Opiskelijan on helpompi ymmärtää ja hahmottaa dynamiikan teoriaa konkreettisten esimerkkien avulla. Kuvassa 2 nähdään moottoripyörän punnitsemistilanne kynnyksen päällä.
Moottoripyörän massa mitattiin nostamalla moottoripyörä kynnykselle ja punnitsemalla etupyörän massa sen alla olevan vaa’an avulla. Tällöin saadaan laskennallisesti määritettyä moottoripyörän massakeskipiste.
Kokonaisuudessaan osallistava oppiminen mahdollistaa opintojakson aiheiden oppimisen ja ymmärtämisen eikä vain tehtäväpisteiden kerryttämistä opintojakson läpipääsyä varten. Tällöin oppimisen keskiössä on asioiden ymmärtäminen pelkän suorittamisen sijaan. Oppiminen on kaikkiallista, jolloin opiskelija voi sisäistää dynamiikan oppeja luentojen vaikkapa moottoripyöränsä keväthuollon yhteydessä.
Osallistavassa oppimissa opinnot sujuvat opiskelijan sisäistäessä moottoripyörän jarrutukseen liittyvät dynamiikan ilmiöt, eikä dynamiikan opintojakson hylätty arviointi enää jarruta insinööriopintojen edistymistä.
Kirjoittajat:
Johanna Hakalahti ja Anja Mikkola
Kommentit