UNIVERSE SANDBOX 2
OPETUSKOKEILU VR-LAITTEILLA 20. ja 22.1.2020
FY01 Fysiikka luonnontieteenä ( maailmankaikkeuden suuret rakenteet)
Anne Aavamaa
Kokeilin Universe Sandbox 2 -ohjelmistoa FY01-kurssilla, jossa yksi suurempi aihealue on maailmankaikkeuden suuret ja pienet rakenteet. Toinen vaihtoehto kokeiltavaksi ohjelmaksi oli Space Engine, mutta kokeiltuani molempia ohjelmistoja kotona, päädyin Universe Sandbox 2 -ohjelmistoon. Molempien ohjelmistojen haasteena oli se, että ohjainten käyttämiseen perehtyminen vei melko paljon aikaa. Erityisesti Space Engine -ohjelmistossa avaruudessa liikkuminen tuntui varsin hankalalta. Universe Sandbox 2 -ohjelmistossa ohjaaminen oli siis hieman selkeämpää, joskin sekin haastavaa.
Tutustuin kotona etukäteen Universe Sandbox 2 -ohjelmistoon ja huomasin sen mallintavan aika hyvin Aurinkokuntaamme. Tästä syystä päätin keskittyä esittelemään opiskelijoille erityisesti Aurinkokunnan rakennetta. Myös supernovaräjähdys ja Linnunradan ja Andromedan galaksien sekä niiden kaukaisen tulevaisuuden mallintaminen sopivat kurssimme aihealueisiin. Oman arvioni ja tekemieni selvitysten mukaan ohjelmiston tieteellisyys on riittävällä tasolla opetuskäytössä sovellettavaksi.
Universe Sandbox 2 -ohjelmistolla voisi myös tutkia ja mallintaa Newtonin mekaniikan mukaista gravitaatiota; olisi mahdollista esim. siirtää Aurinkoa katsoa, mitä planeetoille tapahtuisi. Olisi mahdollista myös lähettää uusi suurimassainen kappale aurinkokuntaan ja katsoa, mitä siitä seuraisi. Nämä kokeilut jätin kuitenkin väliin, sillä ne eivät varsinaisesti kuulu FY01-kurssille. Mahdollista olisi ottaa tällainen aihealue kurssilla FY04, jossa tutkitaan tarkemmin esim. ympyräliikettä ja planeettojen liikettä. Lisäksi Universe Sandbox 2 -ohjelmistossa on paljon pelillisiä ja kuvitteellisia ominaisuuksia, mutta niiden soveltumista opetuskäyttöön tulisi harkita tarkoin.
Toteutin kokeilut kahdella eri fysiikan tunnilla 20.1.20 ja 22.1.20. Tuntien aiheena oli ryhmätyötutkielmien sekä kurssin kertaustehtävien tekeminen – tällöin opiskelijoiden ja opettajan irrottaminen tunnilta erilliseen VR-kokeiluun oli sujuvaa. Opiskelijat valikoituivat kokeiluun vapaaehtoisuuden pohjalta. VR-laitteiston ja ohjelmiston käynnistin välitunnilla ennen oppitunnin alkua lukiomme tietokoneluokkaan. Tämä oli hyödyllistä, sillä vastaan tuli esim. ongelma, jossa VR-lasien näyttökaapeli oli irronnut laseista; sen asettaminen takaisin paikalleen on varsin haastavaa hankalan sijainnin takia.
Kokonaisuudessaan haastavin seikka VR-kokeilussa oli ajankäyttö; opiskelijan perehdyttäminen ohjelmiston ohjaustoimintoihin oli aikaa vievää. Koin, että yhtä opiskelijaa kohden täytyy varata aikaa noin 20 minuuttia, jotta aikaa jää varsinaiselle VR-kokemukselle ohjainten käytön opastamisen jälkeen. Aika voisi olla pidempikin. Huomioina mainittakoon, että opettajan täytyy olla hyvin perehtynyt ohjainten ja ohjelmiston käyttöön, jotta hän voi selkeästi opastaa opiskelijaa. Huomasin myös, että mikäli opiskelija oli ennen käyttänyt VR-laitteilla jotain ohjelmistoa, oli opastaminen helpompaa. Jos opiskelija saa VR-lasit käyttöönsä ensimmäisen kerran, täytyy opastaminen tehdä perusteellisesti.
Varsinainen VR-kokemus maailmankaikkeudessa syntyi siten, että opettajana selitin opiskelijalle, mitä hän näkee, mihin voi siirtyä, mihin voi kiinnittää huomiota ja miten saa näkyviin informaatiota esim. eri planeetoista; toimin eräänlaisena kertojana tai oppaana. Keskityimme pääasiassa oman Aurinkokuntamme tarkasteluun. Parin opiskelijan kanssa ehdimme myös katsoa supernovaräjähdystä sekä Linnunradan ja Andromedan galaksia eli tähtijoukkoa. Kokeiluun osallistui viisi opiskelijaa.
Kaiken kaikkiaan olen tyytyväinen kokeiluun ja aion toteuttaa sitä jatkossakin vastaavalla kurssilla. Olisi hienoa, jos kaikki opiskelijat ehtisivät saada kokemuksen. Ajankäytön puolesta tämä on kuitenkin hyvin haastavaa; siksi jatkossakin mahdollisesti toteutan kokeilun vapaaehtoisuuden pohjalta.
Olisi loistava parannus, mikäli ohjelmistossa olisi jokin valmis opastettu kierros; tällöin aikaa ei kuluisi hankalahkojen ohjaustoimintojen opetteluun ja silloin myöskään opettaja ei olisi niin sidottu yhden opiskelijan kanssa toteutettavaan kokemukseen. Jos opaskierros olisi englanniksi, olisi tässä hyvä integraatioidea englannin ja fysiikan opiskelun välille.
Alla on yhteenveto kokeilun jälkeen tekemästäni opiskelijakyselystä. Yhteenvetona kyselystä voisi mainita, että kokeiluun osallistuneet opiskelijat kokivat kokeilun hyödyllisenä, opettavaisena ja innostavanakin kokeiluna.
OPISKELIJAKYSELY
- Millainen oli kokemuksesi VR-laitteilla? Suositteletko kokemusta kaverillesi? Miksi tai miksi et?
-Kokemus oli hauska ja opin eri planeetoista.
-Se oli hieno kokemus. Suosittelen kavereille, koska sai paremman kuvan aurinkokunnasta ja planeetoista.
-Suosittelen! Pitäisi muihin aineisiin lisätä tällainen mahdollisuus.
-Se oli siisti!
-Siinä on paljon tietoa planeetoista sun muusta. Suosittelen.
- Koetko, että opit kokemuksen kautta jotain uutta? Mitä uutta?
-Opin esim. planeettojen lämpötiloista.
-Opin planeetoista aurinkokunnasta ja avaruudesta.
-Opin, että Marsissa on iso vuori.
-Kyllä. On paljon kääpiöplaneettoja.
-Meteoriittien ja kääpiöplaneettojen määrä yllätti.
- Auttaako tällainen kokemuksellisuus sinua aiheen oppimisessa? Rastita sopiva vaihtoehto/vaihtoehdot.
5/5 maailmankaikkeuden rakenteiden hahmottaminen helpottuu.
5/5 visuaalinen ja elämyksellinen kokemus auttaa muistamaan asioita paremmin.
3/5 kokemus innostaa opiskelemaan lisää aiheesta.
3/5 kun seuraavan kerran luen tai kuulen näistä avaruuteen liittyvistä aiheista, luultavasti liitän niitä tietoja mielessäni tähän kokemukseen.
1/5 kokemuksesta oli ehkä hieman hyötyä oppimisen kannalta.
0/5 en usko, että kokemuksesta oli mitään hyötyä oppimisen kannalta.
- Mitä negatiivisia puolia liittyi tähän kokemukseen? Mikä oli vaikeaa tai epäselvää?
-Ei ollut negatiivisia puolia
-Ei oikeastaan mitään.
-Oli pikku vikoja kapuloissa.
-Vain yksi voi käyttää kerrallaan.
-Pelin ohjaus.
- Arvioi vielä seuraavia väitteitä asteikolla 1-5.
(1 = täysin eri mieltä, 2 = jokseenkin eri mieltä, 3=en osaa sanoa, 4=jokseenkin samaa mieltä, 5 = täysin samaa mieltä). (Punaisella vastausten määrä.)
VR-laitteiden käyttäminen oli mukavaa. 1 2 3 4(2) 5(3)
VR-laitteet ovat hupia ja siisti kokemus,
mutta ei niistä oikeasti mitään hyötyä ole. 1(1) 2(3) 3 4(1) 5
Jos olisi enemmän aikaa, olisi mukava testata
Universe Sanbox 2 -ohjelmistoa enemmän. 1 2 3 4(1) 5(4)
Universe Sanbox 2 -ohjelmiston avulla on
mahdollisuus kokea jotain sellaista, mikä
auttaa ymmärtämään asioita paremmin. 1 2 3 4(2) 5(3)
Kokeilu oli sekavaa pelleilyä. 1(3) 2(1) 3(1) 4 5
En innostu VR-laitteista yhtään. 1(4) 2(1) 3 4 5
Kokeilun jälkeen olen innostuneempi maailman-
kaikkeuden rakenteista kuin aiemmin. 1 2 3(2) 4(1) 5(2)
Kokeilulla ei ollut minkäänlaista vaikutusta
minuun. Yhdentekevää touhua. 1(3) 2(1) 3(1) 4 5
Virtutaaliavaruudessa leijuminen oli epämiellyttävää. 1(4) 2(1) 3 4 5
Ehkä nyt muistan avaruuden rakenteista jotain
enemmän kuin ennen. 1 2(1) 3(1) 4(2) 5(1)
Opettajan kannattaa ottaa tämä VR-osio
ohjelmaan myös tulevilla FY01-kursseilla. 1 2 3 4 5(5)