Tulevaisuutta odotellessa robotiikkaviikkoa vietetään vain kerran vuodessa. Se on EU Robotics-yhteisön koordinoima Euroopan laajuinen tapahtuma, jonka tarkoituksena on tuoda robotiikkaa esille erilaisissa yhteyksissä. Yksi tärkeä osa kokonaisuutta on tuoda tietoa ja kokemuksia robotiikasta koululaisille ja tukea näin STEM (Science, Technology, Engineering, Math) -aineiden oppimista.
Suomessa tapahtuman pääpriimusmoottori on Suomen robotiikkayhdistyksen puheenjohtaja Jyrki Latokartano. Juuri hänet me saimme vierailemaan Rajakylän koululla robotiikkaviikolla. Jyrkin mukana oli Oulun ammattikorkeakoululta kolme asiantuntijaa, joista yksi oli ihminen ja kaksi robottia. Ensimmäinen robotti osasi nostaa heijastinnauhan telineestä ja napsauttaa sen heijastimia jonottavan oppilaan ranteeseen ja toinen roboteista osasi tehdä ihan mitä vaan sille ohjelmoitiin tehtäväksi. Ihmisen osaaminen näytti vielä tässä vaiheessa kaikista monipuolisimmalta.
Mukana oli myös robotti, jolla ihminen pystyy olemaan läsnä paikoissa, joihin ei fyysisesti olisi mahdollista päästä. Tälllaiselle robotille oppilaat keksivät monenlaisia käyttömahdollisuuksia. Opettajan he kuitenkin halusivat paikalle mieluummin fyysisesti läsnä olevana.
No nyt! Vihdoin Toolcamp-keksinnöt ovat sellaisessa vaiheessa, että niitä uskaltaa hieman väläyttää! 5A-teknoluokan keksijöiden tekeminen oli innokasta, tehokasta ja taitavaa. Onnistunut työskentelyprosessi näkyy myös näissä valmiissa prototyypeissä. Luokassa syntyi lähes käden käänteessä seuraavat upeat innovaatiot:
Valaiden suojelualue
Roskarobotti
The MathApp -matematiikkasovellus
Muovinkeräysalus
Metsän parantaja -maatalousrobotti
Vesipussi -roskankerääjä
Oppilaat äänestivät näistä kolme edustamaan luokkaa Toolcamp tapahtumaan. Tervetuloa yliopistolle ensi viikolla kurkkaamaan näitä maailmaa muuttavia keksintöjä ja niiden taitavia tekijöitä.
Steam Oulun Toolcamp-teemapäivä lähestyy. Rajakylän teknoluokkalaiset ovat tarttuneet haasteeseen. Koulun STEAM-tilassa valmistuu keksintöjä, joiden tarkoitus on muuttaa maailmaa. Näprääminen, värkkääminen, rakentelu ja kokeilu ovat tosin tässä projektissa olleet vain pieni osa prosessia. Suurin osa ajasta on käytetty YK:n kestävän kehityksen tavoitteiden tutkimiseen, niihin liittyvään tiedonhakuun ja ideointiin. Koko maailmaa ei voi parantaa kerralla. Siksi jokainen Toolcamp-tiimi valitsi yhden haasteen, johon tarttua. Vesistöt, ihmisoikeudet, ruoka, metsät… Lähiviikkoina tullaan näkemään ainakin näihin osa-alueisiin liittyviä keksintöjä.
Perinteinen auto tankataan fossiilisella polttoaineella. Sähköauto ladataan sähköllä. Mäkiauto vaatii myös energiaa, nimittäin potentiaalienergiaa. Mäkiauto tankataan potentiaalienergialla silloin, kun joku nostaa sen ajorampin päähän.
Rajakylän 5A-teknon insinöörihaasteena oli tällä kertaa mäkiauton rakentaminen Legoista. Tavoitteena oli tietysti saada auto liikkumaan mahdollisimman pitkälle. Auton rakenteelle ei asetettu muita rajoitteita kuin se, että kyytiin piti saada mahtumaan Lego-figuuri.
Vaikka teollisuusvaikoilua tapahtui jonkin verran, autoista tuli yllättävänkin erilaisia. Toiset satsasivat suuriin renkaisiin ja painavaan runkoon, toiset suoriin akseleihin ja pieniin renkaisiin. Joku kokeili jopa nelivetoa. Kenties paras innovaatio oli huomio, että pelkkä yksittäinen rengas rullaa pidemmälle kuin mikään varsinainen auto. Tällaisella keksinnöllä ei valitettavasti kuitenkaan voinut voittaa kisaa.
Ympäristöopin sisältöjä ei perinteisessä mielessä opiskeltu, mutta tämän haasteen jälkeen kenellekään ei liene epäselvää, mitä tarkoittavat käsitteet ”kitka”, ”massa” ja ”potentiaalienergia”.
Lennokkiharrastus on kevyimmillään paperilennokkien taittelua. Rajakylän 5A-teknoluokka tähtäsi yhden askeleen korkeammalle, eli aloitti rakentelun Pressprint-lennokeista. Yksinkertainen lennokki syntyy, kun leikkaa lennokin sivuprofiilin, siiven sekä korkeusperäsimen, asettaa ne oikeille paikoille ja kiinnittää koneen nokkaan 1-3 klemmaria. Tämä on kuitenkin vasta alkua. Jotta lennokki saadaan lentämään oikeasti hyvin, täytyy käyttää paljon aikaa säätämiseen, yrittämiseen ja erehtymiseen, siihen prosessiin, josta entinen pääministerimme käytti nimitystä ”iterointi”. 5A-teknon lentokoneteknikot eivät jääneet vatuloimaan, vaan säätivät siiven paikkaa, käänsivät siivekkeitä, siirsivät painopistettä ja piirsivät sydämiä koneen siipiin. Sydämien merkitys jäi epäselväksi, mutta muut, jopa pienetkin muutokset koneen muodoissa vaikuttivat paljon sen lento-ominaisuuksiin. Innokkaimmat ehtivät tehdä useita koneita eri malleilla ja moni niistä liisi upeasti koulun aulan halki.
Koulumme ensimmäinen teknoporukka päättää peruskoulunsa ja suuntaa syksyllä kohti uusia haasteita. Tienraivaajien osa ei ole aina ollut helppo, mutta monenlaista on varmasti opittu ja yläkoulun edetessä on valmistunut hienoja projekteja, joista tässä pari.
Humbucker-Single coil -Single coil
Vaihdoin sähkökitarani tallamikiksi kaksikelaisen, mutta myös yksikelaiseksi puolitettavan mikin, Seymour Duncanin Little 59 -mallisen stratocasterin tallamikin. Jotta mikin voisi puolittaa, tarvittiin myös uusi potikka/volume-kytkin. Kyseessä on siis niin sanottu HSS-kytkentä (Humbucker-Single coil-Single coil). Homma oli yllättävän haastava: juotoksia oli monia, ja ne täytyi tehdä pienessä tilassa. Erityisesti ongelmia tuotti ground-piuhojen juottaminen potikan kapeaan kylkeen. Itselläni ei mikkien vaihdosta ollut myöskään aiempaa kokemusta. Ongelmista huolimatta mikki saatiin toimimaan heti ensimmäisellä yrityksellä, ja homma pelittää.
Humbuckerin (eli kaksikelaisen mikin) ja yksikelaisen mikin ero on se, että yksikelaiset mikit tyypillisesti kuulostavat kirkkaammilta ja terävemmiltä, ja niissä yleensä on enemmän attackia kuin kaksikelaisissa. Ensimmäiset kitaramikit olivat tosiaan yksikelaisia, ja Stratocaster-mallisissa kitaroissa (kuten omassani) on yleensä yksikelaiset mikit. Kaksikelaiset yleisesti kuulostavat lämpimämmiltä ja täyteläisimmiltä, sekä niissä on enemmän inputia kahden käämin vuoksi (mikkien toiminta perustuu siis sähkömagneettisen induktioon). Kaksikelaisissa on myös vähemmän huminaa suhteessa inputiin, koska käämit ovat kytketty vastavaiheisesti, eli toisen kelan napaisuus on käänteinen suhteessa toiseen. Vaihtamalla kitaran, jossa kaikki mikit ovat yksikelaisia, tallamikiksi humbuckerin, kitaraan saa enemmän monipuolisuutta ja erilaisia saundeja. – Otso Kotila –
Videolla demo mikkien soundierosta
2. Pyörän uusi elämä
Koululle tarjotaan ajoittain lahjoituspyöriä kunnostettaviksi. Tässä projektissa laadukas, mutta jo hetken aikaa vähemmällä käytöllä ollut Crescentin maasturi syntyi uudelleen sinkulana, eli yksivaihteisena pyöränä. Pyörän joustokeula oli ruostunut jumiin, liikkuvat osat kaipasivat huoltoa ja väritys päivittämistä. Konstan ideana olikin tehdä pyörästä mahdollisimman kevyt ja tyylikäs.
Projekti alkoi pyörän purkamisella sekä rungon ja osien hiomisella ja maalaamisella. Maaleina käytettiin Mastonin Decorative-sarjan maaleja, joilla osiin saatiin kullan kiiltoa ja metallinhohtavaa mustaa. Kaksi muuta isompaa kokonaisuutta oli uuden joustokeulan asennus ja 24-vaihteisen voimansiirroon muuttaminen yksivaihteiseksi. Varsinkin voimansiirto aiheutti hieman harmaita hiuksia. Lopulta ketjunkiristysongelma ratkaistiin jättämällä alkuperäinen takavaihtaja kiristimeksi, se vain lukittiin oikeaan asentoon. Lisäksi takahammasrataskasetista rälläköitiin ylimääräiset hammasrattaat pois rumentamasta. Näin Crescent sai uuden elämän lisääntyneellä katu-uskottavuudella.
Yhtenä seitsemännen tekonluokan aiheena oli tänä talvena 3D-mallinnuksessa harjaantuminen ja 3D-tulostimien käytön parempi haltuunotto. Tämä toteutettiin pienellä projektilla, jossa oppilaat suunnittelit oman pienen yö-/koristevalon. 3D-mallintaminen suoritettiin SketchUpilla ja tulostamisessa materiaalina käytettiin pääosin valkoista PLA:ta.
Valonlähteenä käytettiin erivärisiä superkirkkaita ledejä, joista osa oli vaihtuvavärisiä sateenkaariledejä tai kynttilänliekkiä matkivia loimuledejä. Samalla opittiin ledin etuvastuksen laskeminen. Sähköt ledeille saatiin USB-piuhalla.
Joukossa oli loistavia ideoita ja tässä muutamia parhaita toteutuksia. Joku saattaa tunnistaa Seinäjoelta lötyvää Aallon arkkitehtuuria oikeanpuoleisesta kuvasta.
Palataanpa talveen ja aikaan, ennen etäopetusta. Talven pimeimpinä kuukausina me Pohjoisen asukit kaivataan lisää valoa ja tunnelmaa kaamoksen keskelle. Onneksi tekno-kolmoset eivät jääneet tästä neuvottomaksi, vaan yhdistivät voimansa ja aloittivat tuotesuunnitteluprosessin tunnelmallisten led-valaisinten loihtimiseksi. Materiaalina puu on meille suomalaisille tärkeä materiaali ja skandinaavisen muotoilun avainmateriaali, joten valaisimen rungon materiaaliksi valikoitui puu. Yhdistimme tuotteen työstämisen käsityöoppiaineeseen, jossa oppilaat pääsivät samalla tutustumaan puun työstämisen alkeisiin. Myös valaisimen elektroniikkaosa oli sopiva elektroniikan alkeiden opetteluun ja tuki sähköopin perusteiden hahmottamista.
Valaisimen rakenne ilman pleksiä päältä kuvattuna
Valaisimeen saadaan sähkövirta USB-johdon kautta. Lisäksi siinä on käytetty superkirkasta lediä sekä sille sopivaa vastusta. Valaisimen kotelona toimii kahdesta lankunpätkästä muodostettu kuutio, joiden väliin on rimojen avulla saatu tila ledille ja johdolle. Led heijastaa valoa akryylilevyn välityksellä, joka on sijoitettuna kotelon päälle. Tarkemmat ohjeet valaisimen tekoon löydät dokumenttikansiosta.
Käsityöoppiaineen lisäksi valaisinprojektissa hyödynnettiin kuvataiteen tunteja suunnitteluun ja tekniseen piirtämiseen. Lisäksi projektia käsiteltiin yrittäjyyskasvatuksen näkökulmasta tutustumalla yritysten toimintaperiaatteisiin ja tuotteiden valmistusprosessiin sekä suunnittelemalla oma yritys ja logo oman valaisimen ympärille. Valaisimet olivat esillä myös koulun joulujuhlassa, tuomassa valoa ja iloa juhlakansalle.
Tunnelmaa joulujuhlaan
Myös 5. luokan käsityötunneilla ollaan oltu tuotemuotoilun ja valaisinten suunnittelun äärellä. Töissä on hyödynnetty uudempaa teknologiaa perinteistä käsityötä kuitenkaan unohtamatta. Valaisinten valoa heijastavat kuvioinnit oppilaat suunnittelivat Inkscape-vektorigrafiikkaohjelmalla ja työstivät lasertyöstökeskuksella. Rungossa oppilaat syvensivät puuntyöstön taitojaan harjoittelemalla jiiriliitoksen tekoa sekä viimeistelyä konein ja eri hiomakarheuksin. Kotelon sisällä on 4,5 voltin paristolla ja kahdella superkirkkaalla ledillä toimiva valaisinosa, mutta koteloon on helppo soveltaa oppilaan taidoista ja luokka-asteesta riippuen myös muunlaisia elektroniikkatoteutuksia. Pimeässä huoneessa valaisimen aukoista tunkeutuva valo luo mystisiä heijastuksia huoneen seiniin. Oppilaiden rajaton luovuus, erilaisten suunnitteluelementtien persoonallinen yhdistely sekä eri teknologioiden soveltaminen sai aikaan näyttävän Kajo-valaisin tuotesarjan, joista kiitos kuuluu innovatiivisille ja innokkaille designerinaluille vailla vertaa.
Kevään ryhmäläisten viittä vailla valmiita koteloita odottelemassa led-osan rakentamista ja oppilaiden paluuta kouluun.
5. teknoluokan syksyn ensimmäisessä teknologiaprojektissa perehdyttiin tuulimyllyihin ja -voimaloihin. Aloitimme työn etsimällä tietoa tuulimyllyistä ja -voimaloista ja löydettyjä tietoja esiteltiin luokassa toisille. Lopuksi kerätyt tiedot koostettiin seinälle tietopankiksi. Seuraavaksi ratkaistavaksi tuli varsinainen STEAM-haaste: Rakenna tuulimylly, joka jaksaa nostaa Lego-ukon 30 cm korkeuteen. Tätä haastetta oppilaat alkoivat ryhmissä ratkomaan hyödyntäen aiemmin tehtyä tiedonhakua.
Tuulimyllyjä lähdettiin ensin suunnittelemaan ottaen huomioon annetun haasteen tuomat reunaehdot mm. tuulimyllyn koosta. Suunnittelussa tuli huomioida myös tukevuus, toiminnallisuus ja esteettisyys. Erityisesti propellin koko, muoto ja materiaalin valinta askarruttivat aluksi, mutta kokeilujen kautta päädyttiin toimiviin ratkaisuihin. Rakentamisvaihe toteutettiin erilaisia käsityö- ja askartelumateriaaleja sekä -välineitä hyödyntäen. Kaikkien ryhmien rakentamat tuulimyllyt selvisivät annetusta haasteesta ja lisäksi ryhmät kisasivat toisiaan vastaan tuulimyllyjensä kyvystä nostaa mahdollisimman suuri punnus. Lisähaasteena oli rakentaa tuulivoimalan prototyyppi ja mitata sen tuottaman sähkön jännite yleismittarin avulla.
Kuvaesitys vaatii JavaScriptin.
Lisätietoa tästä ja muista alakoulun 3.-6. luokkien STEAM-haasteista löydät blogimme STEAM-osiosta.
Rajakylän koululla aloitti syksyllä jälleen uusi teknologiapainotteinen 3. luokka. Syksy on alkanut uuden luokan toimintatapoihin tutustuessa sekä tekemällä yhdessä töitä toiset huomioivan, ahkeran ja positiivisen asenteen saavuttamiseksi. Oppilaat valitsivat luokallemme myös maskotin, tunturipöllön nimeltään Lumi, jonka apuna oppilaat vuoden mittaan ratkovat ongelmia eri teknologisissa pelastustehtävissä.
Oppilaat pääsivät heti lukuvuoden alkuun tutustumaan myös robotiikan ja ohjelmoinnin alkeisiin rakentamalla Lego Mindstorms -sarjalla Helppobotin ja tutustumalla EV3-ohjelmoinnin perusteisiin. Teknoluokalle pääsystä intoa puhkuvat oppilaat ottivat erilaiset robotille asetetut haasteet vastaan täynnä motivaatiota ja osoittivat olevansa täynnä tekemisen tarmoa ja janoisia oppimaan uutta. Apua etenemiseen saatiin myös 5. luokan teknoilta, jotka kokeneina ottivat ohjelmoinnin opettamisen pienemmille haltuun. Tätä ihmettelemään saimme myös joukon kiinalaisia vieraaksemme, jotka olivat tulleet tutustumaan koulumme teknologiapainotteiseen toimintaan.
Robotiikan lisäksi luokan teknotoiminta on saatu käynnistettyä arjen teknologioihin tutustumalla. Tähän apuna on ollut Rajakylän STEAM-polku, joka on toteutettu lukuvuonna 2018-2019 Opetushallituksen myöntämän STEAM-hankkeen puitteissa. STEAM-polulla on yhteensä neljä 3.-6. -luokkalaisille tarkoitettua ongelmanratkaisuhaastetta liittyen johonkin todelliseen elämäntilanteeseen, johon suunnittelun, rakentamisen, teknologian ja luonnontieteen mittausten avulla pyritään löytämään ratkaisuja perus askartelu- ja käsityövälinein sekä kehittämällä ratkaisuja prototyyppitasolta eteenpäin.
3. luokkalaisille haasteena oli Vettä janoisille -projekti, jossa oppilaiden tuli rakentaa keksintö, jonka avulla vettä saadaan kuljetettua lähteeltä kylään tai puhdistettua kosteikon vettä juomakelpoiseksi. Ensin oppilaat lähtivät kehittelemään pienoismallia vesijohtoverkostosta mehupilliputkistoineen ja vesitorneineen, jotta vesi saataisiin siirrettyä ja jaettua suoraan kylän eri taloihin. Toisena oppilaat rakensivat itse suodattimen 1,5 litran pullosta laittamalla sinne kerroksittain suodattavia materiaaleja likaisen veden puhdistamiseksi. Lopuksi projektin tuloksia testattiin liittämällä ne ympäristöopin opetussuunnitelman sisältöihin ja työtapoihin mittaamalla muun muassa, montako desilitraa puhdasta vettä pienoismalli tuotti minuutissa, tutkimalla vesinäytteitä sekä tutustumalla veteen ilmiönä. Vesiprojektin huipennuksesi saimme vielä vierailija Oulun vedeltä kertomaan alueemme vesihuollosta, jota seuraamaan saatiin 3. luokan teknojen lisäksi myös 5. luokan teknot.
rajakylätekno 