Rajakylän koulun STEAM-valinnaisaineen oppilaat toteuttivat viime syksynä lukukauden mittaisen yhteistyöprojektin koulun lähellä sijaitsevan Hoivakodin kanssa. 5. ja 6. luokkalaiset tutustuivat Hoivan asukkaisiin ja havainnoivat asukkaiden arkea pyrkimyksenään tunnistaa tilanteita, joihin asukkaat voisivat kaivata enemmän iloa. Jokaiselle 3-4 oppilaan ryhmälle nimettiin Hoivasta oma asiakas, jonka kanssa he työskentelevät projektin ajan. Oppilaat haastattelivat asiakastaan, ja haastattelun pohjalta lähtivät miettimään keksintöjä eli arjen ilostuttajia juuri oman asiakkaan toiveisiin ja tarpeisiin.
Oppilaat haastattelemassa asiakkaitaan Rajakylän Hoivassa.
Ryhmät miettivät kolme vaihtoehtoista arjen ilostuttajaa, joista ryhmän oma asiakas sai valita mieluisimman. Asiakkaan toiveita myös kuunneltiin keksinnön jatkokehittelyssä. Tuotteiden valmistuksessa hyödynnettiin niin perinteisiä käsityötekniikoita, kuten neulomista, huovuttamista ja ompelua kuin digitaalisen valmistamisen välineitä, kuten vinyyli- ja laserleikkausta, MicroBit-alustan ohjelmointia ja sublimaatiotulostusta. Mahdollisuuksien mukaan myös asiakkaat osallistuivat tuotteen valmistukseen.
Projekti huipentui loppuvuodesta Hoivakodissa pidettyyn joulujuhlaan, jossa keksinnöt luovutettiin omistajilleen. Keksinnöt olivat hyvin erilaisia, lahjaksi annettiin mm. personoitu muki, laulukansio, tossut, omalla nimellä varustettu 3D-tulostettu hiusharja, heijastava kaulahuivi, tekokukkakimppu maljakkoineen sekä huovutettu lammas. Projektin suola oli kahden sukupolven kohtaaminen yhteisen projektin parissa.
Projekti huipentui yhteiseen joulujuhlaan, jossa mm. koulumme 6. musiikkiluokka esiintyi.
Projekti pääsi loppuvuodesta Oulun kaupungin Lasten uutisiin (projektin osuus alkaa kohdasta 1:20)
Kohta loppupuolelle kääntyvä syyslukukausi 2023 on jälleen ollut varsin STEAM-täyteinen. STEAM-hommia on paiskittu ahkerasti alakoulussa ja myös yläkoulun puolella. Projektikuvauksia on tulossa tänne blogiin myöhemmin, nyt ajattelin purkaa auki koulumme STEAM-pedagogista viitekehystä, jota esittelimme rehtorimme Anne Kumpulan kanssa Arnhemissa FabLearn Dialogues -konferenssissa.
Yleisinä pedagogisina lähestymistapoina STEAM-viitekehyksessä on aktiivinen, oppijalähtöinen ja tekemällä oppiminen (Bada & Olusegun, 2015.; Martin, 2015). Viitekehys rakentuu yhteisöllisen oppimisen, oppimisen säätelyn ja ongelmanratkaisun sekä pedagogisen käsikirjoittamisen (scripting) teoreettiseen perustaan (linkki aiempaan blogipostaukseen). Opettajan näkökulmasta teoreettiset perusteet havainnollistavat näkökulmia, joita on syytä ottaa huomioon STEAM-oppimista suunniteltaessa ja toteutettaessa. Oppijan näkökulmasta puolestaan viitekehys kuvaa niitä taitoja, joita STEAM-projekteissa harjoitellaan.
Teknologiapolkua on jäsennetty neljän kokonaisuuden pohjalta. Näitä kokonaisuuksia ovat 1) koodaus ja robotiikka, 2) digitaalinen valmistaminen, 3) multimedia ja 4) tekoäly. Viitekehyksessä sekä pedagogiset että teknologiset ulottuvuudet on vaiheistettu vuosiluokittain siten, että kunkin oppimisen taidon harjoittelu aloitetaan perusteista edeten taitojen kasvaessa kohti haastavampia taitoja kuten luova ongelmanratkaisu ja sosiaalisesti jaettu oppisen säätely. Sama ajatus on myös teknologian hyödyntämisen taustalla. Nuorimmat oppilaat työskentelevät pääasiassa ilman teknologiaa, perinteisiä käsityö- ja askartelumenetelmiä hyödyntäen, ja pikku hiljaa edetään kohti teknologian luovaa, monipuolista ja joustavaa käyttöä.
Kuvio 1: Rajakylän koulun STEAM-viitekehys
Pedagogisen ja teknologisen lähestymistapojen lisäksi STEAM-viitekehyksessämme kuvataan jokaisen luokka-asteen osalta luonnontieteellisten ja matemaattisten oppiaineiden ydinsisällöt, joista STEAM-projektien oppimistavoitteet muodostuvat.
STEAM-projekteja suunniteltaessa on tärkeä pohtia, mitä yhteisöllisen oppimisen, oppimisen säätelyn ja ongelmanratkaisun osa-alueita lähdetään harjoittelemaan. Yhteisöllinen oppiminen, jossa ryhmän jäsenet osallistuvat yhdessä jokaiseen työskentelyvaiheeseen, keskenään argumentoiden ja asiantuntemustaan jakaen, on haastavaa, ja harjoittelu voidaankin aloittaa yhteistoiminnallisesta työskentelystä, jossa yhteinen tavoite jaetaan osiin (vertikaalinen työnjako), ja jokainen ryhmän jäsen tekee oman osuutensa yhteisestä tuotoksesta. Taitojen kasvaessa työskentely saa enemmän yhteisöllisiä piirteitä, kuten tehtävien horisontaalinen jakaminen (jokainen tekee samaa tehtävänosaa, mutta eri roolista käsin), yhteisöllinen tiedonrakentelu ja jatkuva sosiaalinen vuorovaikutus.
Oppimisen säätely etenee oman oppimisen suunnittelusta, tarkkailusta ja arvioinnista (itsesäätely) kohti ryhmän työskentelyn säätelyä. Itsesäätelytaitojen kasvaessa harjoitellaan ’kanssa-säätelyä’ (co-regulation), jolloin oppijat auttavat toisiaan säätelemään omaa oppimistaan, työskentelyään, tunteitaan ja motivaatiotaan. Ryhmässä työskenneltäessä on myös tärkeää, että itsesäätelyn ohella oppijat pystyvät yhdessä tarkkailemaan myös ryhmän työskentelyä ja reflektoimaan mm. sitä, miten yhteinen työskentely etenee suhteessa oppimistavoitteisiin, ovatko käytetyt strategiat toimivia ja mitä on opittu. (Hadwin & al., 2011.) Oppimisen sosiaalinen säätely on kuitenkin vaativaa, ja onkin hyvä harjaannuttaa ensin itsesäätelyn taitoja ennen siirtymistä jaettuun oppimisen säätelyyn.
STEAM-pedagogiikan ytimessä on avoimet ongelmat, joiden ratkaiseminen vaatii yhteistyötä ja luovuutta. Pystyäkseen ratkomaan monimutkaisia, avoimia tosielämän haasteita, tulee oppijoiden saada tilaisuuksia harjoittaa itseohjautuvuutta, luovaa ajattelua ja teknologian joustavaa käyttöä. Ongelmanratkaisutaitoja onkin hyvä lähteä harjoittelemaan toteuttamalla selkeästi rajattuja ja -määriteltyä projekteja. Asteittain ongelma avoimuutta voidaan lisätä sitä mukaan, kun oppilaiden muut taidot, kuten yhteistyö- ja säätelytaidot, kehittyvät.
Pedagoginen käsikirjoittaminen ohjaa opettajaa ’orkestroimaan’ STEAM-projekteja oppijoiden kannalta tarkoituksenmukaisella tavalla (Vuopala, 2013). Pedagoginen käsikirjoitus eli skripti tukee oppijoiden työskentelyä projektin parissa määritellessään aktiviteetit, vastuut, ohjeet, resurssit ja aikataulut, joihin oppijoiden odotetaan sitoutuvan (Hämäläinen, 2008; Kollar, Fischer, & Hesse, 2003; Weinberger, 2003). Siinä vaiheessa, kun oppijat vasta harjoittelevat yhteisöllistä työskentelyä, oppimisen säätelyä ja ongelmanratkaisua, tarvitaan usein yksityiskohtainen skripti, toisin sanoen tarkat ohjeet, aikataulut jne, tukemaan työskentelyä. Kun oppijoiden taidot kehittyvät, voidaan skriptiä väljentää, ja antaa oppijoille mahdollisuus ottaa itse enemmän vastuuta työskentelyn koordinoinnista, suunnittelusta, toteutuksesta ja arvioinnista. (Weinberger & al., 2005.)
Tällä hetkellä olemme kouluna siinä vaiheessa, että testaamme mallia käytännössä, ja kokemuksen karttuessa teemme siihen täydennyksiä ja muokkauksia. Mallia on nyt hyödynnetty alakoulun jokaisella vuosiluokalla ainakin kerran, ja tänä syksynä myös yläkoulussa 9. luokkalaisten STEAM-projektissa. Projektikuvauksia näistä luvassa myöhemmin 😊 . Viitekehys muokkaantuu myös jatkuvasti STEAMinOulu – ja INNOKAS -yhteistyössä sekä muissa koulujen ja Oulun yliopiston kanssa tehtävässä yhteistyössä.
Rajakylän STEAM-pohdintoja koosti,
Essi
Käytetyt lähteet:
Bada, S. O., & Olusegun, S. (2015). Constructivism learning theory: A paradigm for teaching and learning. Journal of Research & Method in Education, 5(6), 66-70.
Hadwin, A. F., Järvelä, S., & Miller, M. (2011). Self-regulated, co-regulated, and socially shared regulation of learning. In B. J. Zimmerman & D. H. Schunk (Eds.), Handbook ofSelf-Regulation of Learning and Performance (pp. 65–84). London: Routledge.
Kollar, I., Fischer, F., & Hesse, F. W. (2006). Collaboration scripts – a conceptual analysis Educational Psychology Review, 18, 159–185. doi:10.1007/s10648-006-9007-2
Martin, L. (2015). The Promise of the Maker Movement for Education. Journal of Pre-College EngineeringEducation Research (J-PEER), 5(1). https://doi.org/10.7771/2157-9288.1099
Vuopala, E. (2013). Onnistuneen yhteisöllisen verkko-oppimisen edellytykset – näkökulmina yliopisto-opiskelijoiden kokemuksen ja verkkovuorovaikutus. (Dissertation, University of Oulu). Acta Universitasis Ouluensis. E. Ladattu http://urn.fi/urn:isbn:9789526202259
Weinberger, A., Ertl, B., Fischer, F., & Mandl, H. (2005). Epistemic and social scripts in computer supported collaborative learning. Instructional Science, 33, 1–30. doi:10.1007/s11251-004-2322-4
Valokuvakaiverrus on yksi mielenkiintoinen lasertyöstön soveltamistapa. Se onnistuu käytännössä kaikilla peruskoulukäytössä olevilla laserleikkureilla. Leikkureita on kuitenkin tekniikaltaan ja tehoiltaan paljon erilaisia, joten eri materiaaleille sopivia työstöarvoja ei voida yleispätevästi taulukoida. Parhaan kuvanlaadun, eli sopivien työstöarvojen löytäminen omalla laserilla vaatii jonkin verran testaamista.
Kuvien esikäsittelyyn löytyy erinomainen online-sovellus, jolla valokuvien esikättely onnistuu helposti. Pienellä harjoittelulla on mahdollista päästä ”ammattimaiselle” tasolle.
ImagR
ImagR on sivusto, jonka ilmaisohjemalla pärjää hyvin peruskoulukäytössä. Selainpohjaisena ohjelmana se sopii myös Chromebook-käyttöön.
Ilmaisversiolla onnistuu seuraavat asiat:
Valokuvan käsittely eri laserlaitetyypeille ja eri materiaaleille soveltuviksi
Laserleikkurin tarkkuuden määrittely
Palapelien tekeminen
Kuvamaskien tekeminen
Kuvan paloittelu useampaan osaan. Esim. ruutuikkuna.
Taustan poisto
Kuvien muuntaminen sarjakuvamaisiksi
Kuvan vektorointi
Tässä tutoriaalivideo perustason kuvankäsittelyyn koulujen ehkä yleisimmälle yhdistelmälle, eli Co2-laserille ja koivuvanerille.
Enemmän ja kehittyneempiä algoritmeja valokuvien käsittelyyn
Omien maskien teko
Ei mainoksia
Nopeampi toiminta
Materiaaleja
Valokuvakaiverrukseen voidaan käyttää monia materiaaleja. Tässä listaus yleisimmistä:
Puu
Akryyli
Nahka
Lasi
Korkki
Valkoinen laatta
Musta liuskekivi
Anodisoitu alumiini
Puu on helpoimmin saatavissa ja ihan tavallinen koivuvaneri on ihan toimiva materiaali valokuvakaiverrukseen. Kuvan kontrasti saattaa jäädä pieneksi, mutta sitä voidaan parantaa helpolla ruokasoodaliuoskäsittelyllä seuraavasti.
Sekoita liuos, jossa on 1 osa ruokasoodaa ja 10 osaa vettä
Kastele puun pinta liuoksella ja anna kuivua
Jos haluat sileämmän pinnan ja terävämmän kuvan, niin hio pinta esim. P240 karkeudella sileäksi. Muista hiominen puun syiden suuntaisesti.
Kastele pinta uudelleen liuoksella.
Tässä vielä joitain testejä eri materiaaleista siitä miten ImagR muuttaa kuvan eri materiaaleille. Oman laserin tarkkuuden optimointi oli näitä työstettäessä vielä tekemättä.
Ennen kuin aloitat
Kuvan tarkkuuden ja työstönopeuden kannalta on tärkeä määritellä oman laserin maksimitarkkuus sivustolta löytyvän SCAN GAP- ohjeen mukaan ja käyttää sitä kuvamuunnoksissa. Tässä linkki SCAN GAP-ohjeessa mainittuun RAMP TEST:iin. Säädä myös laserin CAM-ohjelman kaiverrusparametrit samaan lukemaan testituloksen kanssa. Kuva kannattaa myös ehdottomasti pienentää ImagR:issa juuri haluamaansa kokoon. Näin CAM-ohjelman kuvan prosessointiin ja itse kaiverrukseen ei mene turhaan ylimääräistä aikaa.
Kaiverrukseen sopivat työstöarvot riippuvat laserin tehosta, materiaalista ja halutusta lopputuloksesta. Koulullamme on 65 watin Co2-laser. Valokuvakaiverruksessa hyväksi havaitut aloitustyöstöarvot sillä ovat: teho 15% ja nopeus 400mm/s.
Lisää materiaalia lasertyöstöön liittyen löytyy sivuston materiaalipankista.
rajakylätekno 