Mitä fysiikan taitoja yläkoululainen tarvitsee tähdätessään kohti lukio-opintoja? Titaani-sarjan oppikirjailija ja Mikkelin lukion fysiikan, matematiikan ja tietotekniikan opettaja Mikko Korhonen vastaa.
Mitkä ovat mielestäsi lukiota aloittavan opiskelijan tärkeimpiä taitoja?
Tärkeintä on se, että opiskelijalla on kiinnostusta asiaan. Yläkoulussa tehdyt oppilastyöt, fysiikkaan liittyvien arkisten juttujen pohtiminen sekä ajankohtaisiin teknologisiin sovelluksiin ja saavutuksiin tutustuminen lisäävät monen opiskelijan motivaatiota fysiikan opiskeluun. Monet opiskelijat innostuvat, kun oppitunneilla käydyissä keskusteluissa lopulta todetaan, että tämäkin scifiltä vaikuttava asia saattaa olla jo muutaman vuoden päästä arkipäivää.
Myös tutkimustaidot ovat tärkeitä. Olisi hienoa, jos oppilaat olisivat tutkimuksia tehdessään oma-aloitteisia ja pohtisivat ongelmiin ratkaisuja itsenäisesti ja ryhmän kanssa keskustellen. Oppilastyön yksi tärkeimmistä osista on työn tulosten purku yhdessä. Mitä havaittiin? Mitä päätelmiä siitä voidaan tehdä? Toimiiko tämä päätelmä yleisesti vai pelkästään tässä tilanteessa? Luonnontieteellisen tiedon rakentuminen mainitaan perusopetuksen opetussuunnitelmassakin.
Pidän tärkeänä myös sitä, että oppilaat harjoittelisivat myös opiskelutaitoja. Kirjan lukuun syventyminen kotona ja pitkäjänteisyys tehtäviä tehdessä kantavat yleensä pitkälle. Fysiikan oppiminen ei aina ole helppoa vaan se vaatii opiskelemista, pitkäjänteistä työn tekemistä.
Sitkeyttä ja ongelmanratkaisutaitoja kannattaisi harjoitella – kun eteen tulee vaikeita tehtäviä ja hankalia fysiikan asioita, ei saisi antaa periksi vaan yrittää tosissaan ja pyytää tarvittaessa apua. Kun opiskelija lopulta tajuaa jonkin aluksi mahdottoman vaikeana pitämänsä asian, sen lampun syttymisen kyllä huomaa. Se on palkitsevaa niin opiskelijalle kuin opettajallekin.
Mitä fysiikkaan liittyviä taitoja pidät tärkeänä?
Erilaiset kuvaajat ovat tärkeitä. On hyvä harjoitella erilaisten kuvaajien ja mallien, kuten piirrosten ja kaaviokuvien, tulkitsemista. On hyvä myös pohtia sitä, miksi erilaiset mallit eivät kuvaa ilmiötä tarkasti – mitä asioita eri malleissa ei oteta huomioon.
Kuvaajia laadittaessa on aluksi ymmärtämisen kannalta tärkeää, että kuvaajat piirretään käsin ruutupaperille. Tässä palautetaan matematiikan tunneilta mieliin se, kuinka koordinaatisto toimii ja harjoitellaan järkevien asteikkojen luomista kaavioon. Kun kaavioiden laatiminen onnistuu käsityönä, voi asiaa harjoitella taulukkolaskentaohjelmiston avulla. Lukiossa kuvaajat piirretään pääosin sähköisesti.
Kuinka tärkeänä pidät sitä, että oppilaat osaavat laskea fysiikkaan liittyviä asioita?
Vaikka aiheiden kvantitatiivinen käsitteleminen ei olekaan perusopetuksen opetussuunnitelman keskeisimpiä kohtia, on hyvä, että opiskelija tietää miksi kaavoja käytetään ja sen, että miten niitä käytetään. Toki ennen laskemista on tärkeää ymmärtää, mitä ollaan laskemassa. Jos ei tiedä, mitä keskinopeus tai kiihtyvyys tarkoittavat käytännössä, niin turha niitä on vielä tässä vaiheessa laskeakaan.
Olisi hyvä, jos lukion aloittava opiskelija ymmärtäisi perusteet keskeisistä suureista ja yksiköistä. Asiaa kyllä harjoitellaan lukiossa, mutta opiskelua helpottaa, jos esimerkiksi yksikkömuunnoksia on laskettu ja harjoiteltu. Hienoa, jos myös yhtälönratkaisu onnistuu ja esimerkiksi yhtälöparin ratkaiseminen käsin on joskus opeteltu.
En suosittele muistikolmion käyttämistä fysiikan suurelaskuissa. Lukion ensimmäisen fysiikan kurssin aikana laskuissa edetään jo sen verran pitkälle, että muistikolmio ei enää toimi. Muistikolmio ei toimi, jos muuttujia on neljä tai jos toisesta yhtälöstä ratkaistaan jotain ja sijoitetaan toisen yhtälöön. Muutenkin muistikolmiossa pitää muistaa, että mikä suure tulee mihinkin kulmaan. Mielestäni siinä opetellaan turhaan muistamista eikä laskemista. Kaavoihin tottuneille oppilaille lukion aloittaminen on monesti hiukan helpompaa.
Miten Titaanissa on huomioitu jatko-opinnot?
Titaani-sarjassa kieli on täsmällistä. Kun kirjaa kirjoitettiin, tekstiä purettiin pieniin osiin ja pohdittiin, että voiko asian ymmärtää tekstin perusteella väärin. Jos se oli edes pienessä määrin mahdollista, tekstiä korjattiin.
Lukio-opintoja ajatellen jo mainitut kuvaajat ja muut mallit ovat keskeisessä roolissa. Niiden harjoittelu alkaa heti seitsemännellä luokalla. Kahdeksannella luokalla asiaan syvennytään muun muassa tasaisen liikkeen yhteydessä. Kirjassa on muuten erittäin hyvä vaiheittainen ohje kuvaajan laatimiseen.
Opetussuunnitelman mukaisesti sisältöjen osalta Titaanissa painotetaan ilmiöiden kvalitatiivista kuvaamista ja ymmärtämistä, mutta kvantitatiivistakaan osaa ei ole unohdettu. Titaani sisältää siis myös laskutehtäviä eri aiheista. Niiden avulla harjoitellaan suureiden ja kaavojen käyttämistä. Johdannaissuureisiin tutustuminen alkaa jo seitsemännellä luokalla. Nopeuslaskuihin teimme vielä erillisen laskuja sisältävän pdf-monisteen. Sen voi ladata käyttöön opettajan aineistosta.
Tutkimuksia tekemällä harjoitellaan havaintojen ja päätelmien tekemistä, ongelmanratkaisua, keskustelemista ja ryhmätyötaitoja. Tärkeitä taitoja lukiolaiselle. Lisäksi Titaaniin kuvatut videot herättävät kiinnostusta ja keskustelua.
Tehtäviä on runsaasti. Tekstikirjasta voi antaa kotitehtävät. Tehtäväkirjassa, digitehtävistössä sekä monisteissa on lisää tekemistä. Koko materiaalissa on yhteensä melkein 1700 tehtävää. Opiskelutaitojen harjoittelemiseenkin laadittiin muuten vaiheittainen ohje. Senkin voi ladata opettajan aineistosta.
Kokeile Titaani digiopetusaineistoa veloituksetta Opepalvelussa >
Lue myös:
Titaani-kuvittajan vinkki nuorelle, joka haluaa kuvittajaksi
Titaanin E-kirjojen selkokieli tuo tasa-arvoa oppilaille