Minustako tutkija- luento innosti lumaporukkaa

Järvenpään lukion entinen opiskelija, yliopistonlehtori Ari Salmi kävi pitämässä luonnontieteellisen suuntautumisvaihtoehdon opiskelijoille luennon tutkijan työstä. Ari kertoi mukaansatempaavalla tyylillään omasta tutkimusalastaan materiaalifysiikasta, tutkijan työstä yleensä ja siitä, miten tutkijaksi tullaan. Opiskelijoilla oli paljon kysyttävää ja välillä uppouduttiin jo tosi syvälle hiukkasfysiikan saloihin. Kuulijoille selvisi myös, että tutkijalta vaaditaan ennen kaikkea periksiantamattomuutta. Saapa nähdä, kuinka monta uutta tutkijan uraa tässä tilaisuudessa sai alkunsa!
                                                                                                                        Teksti ja kuvat Jani Nurmi

Lukiolaisten tiedeopiskelu CERNissä 5.- 8.10.2016

Seitsemän Järvenpään lukion opiskelijaa ja heidän opettajansa osallistuivat kansainväliseen yhteistyöprojektiin, jonka huipennuksena oli projektimatka CERNiin eli hiukkasfysiikan tutkimuslaitokseen Genevessä, Sveitsissä. Kaikkiaan matkassa oli 21 opiskelijaa ja kolme opettajaa Helsingin Suomalaisesta Yhteiskoulusta, Hyvinkään yhteiskoulun lukiosta ja Järvenpään lukiosta. 

 

 

 

Keskiviikko 5.10.2016

Aamulla ensimmäisenä oli ohjelmassa tutustuminen hiukkaskiihdyttimien historiaan, ja kävimme näyttelyssä, joka esitteli kaikki CERNissä käytetyt hiukkaskiihdyttimet ja niiden ominaisuudet. Historiakatsauksen jälkeen siirryimme päivän luennolle, jonka aiheena oli CERNin yleisesittely. Lounaan jälkeen pääsimme tutustumaan CMS- koeasemaan, joka on CERNin suurin ja kaunein hiukkasilmaisin. Pääsimme laskeutumaan 100m maan alle datankeruu huoneisiin, ja havainnoimaan hiukkaskiihdyttimen magneettien luoman voiman, mutta itse kiihdytintunneliin ei ollut mitään asiaa hiukkaskiihdyttimen ollessa päällä.

 

Iltapäivän luennon aiheena oli tutkimustyön tekniset haasteet. CERNin tarvitsemia laitteitahan ei voi ostaa valmiina, vaan tekninen osasto valmistaa ne itse. Tässä tarvitaan vankkaa insinööritaitoa, sekä osien suunnittelussa että valmistuksessa.

Torstai 6.10.2016

Torstain aloitimme Aleksi Kurkelan (krromomagneettimies) luennolla teoreettisesta hiukkasfysiikasta. Luento oli yllättävän hauska vaikka ymmärrys saattoikin jäädä vähäiseksi. Seuraavana vuorossa oli sumukammion rakentaminen. Harri Toivonen ohjeisti alkeellisen hiukkasilmaisimen rakentamisessa. 

Kokeellisen työskentelyn jälkeen vuorossa oli päivän tärkein hetki, lounas. Pääsimme nauttimaan jälleen kerran Cernin ihmeellisestä ravintolaympäristöstä. Lounaan jälkeen kuuntelimme kahden tunnin luennon hiukkaskiihdyttimistä ja – ilmaisimista. Päivä loppui mikrokosmos-näyttelyssä yhteiskuvien ottamiseen ulkona. Tämän jälkeen meidät laskettiin irti Geneven kaduille. Oli myös mahdollista lähteä Ranskan puolelle ostoskeskukseen.

Perjantai 7.10.2010

Aamulla lähdimme tavalliseen tapaan kohti CERNiä, mutta liikenneonnettomuuden takia matkamme mutkistui hieman. Onneksi loppujen lopuksi pääsimme turvallisesti perille, vaikkakin noin puoli tuntia myöhässä. Porteilta tarvoimme aivan liian pitkän matkan Ranskan puolella olleelle datakeskukselle, jossa tutustuimme CERNin datankäsittelyyn ja sen historiaan. Siellä esitetty PowerPoint oli aivan omaa luokkaansa. Esittelyhuoneesta oli hurmaava näkymä tietokonesaliin.

Esittelyn jälkeen siirryimme viereiseen huoneeseen kuuntelemaan luentoa antimateriasta. Saimme muun muassa tietää, että "Enkelit ja demonit" ei olisi voinut tapahtua oikeasti. Luennon jälkeen kävelimme antimateriatutkimuskeskukselle, jossa meille pidettiin esittelykierros. Kierroksella kuulimme esimerkiksi, että CERNissä saatetaan kohta pitää syntymäpäiväjuhlia: maailman vanhimmat antiprotonit saattavat täyttää pian vuoden. Esittelijä myös kertoi monista erilaisista antimateriakokeista.

Antimateriapaketin jälkeen patikoimme 10 minuuttia lounaalle, joka oli maittava ja kallis kuten aina. Lounaan jälkeen istuimme yhdessä viimeisen kerran kokoushuoneeseen, jossa annoimme palautetta ja tutustuimme työmahdollisuuksiin tutkimuskeskuksessa. Sanoimme hyvästit CERNille ja lähdimme kohti YK:n Geneven tukikohtaa.

 Raitiovaunumatkan päässä eteemme aukesi näkymä upeasta rakennuksesta, jonka edusta oli täynnä eri maiden lippuja. Pääsimme tutustumaan YK:in, kunhan olimme läpäisseet turvatarkastuksen. Kaikki pääsivät läpi, vaikka hieman jännitimmekin. Kierros kokoushuoneissa saattaa kuulostaa tylsältä, mutta asiantuntevan oppaan avulla se osoittautui hyvin mielenkiintoiseksi ja valaisevaksi. Varsinkin ihmisoikeussali ja taidenäyttely "The most important thing" saivat ajattelemaan, kuinka onnekas itse on.

Ostettuamme matkamuistot YK:n myymälästä, meillä oli vapaa-aikaa loppuilta. Kahdeksan maissa menimme opiskelijaporukalla paikalliseen ravintolaan nauttimaan Sveitsin antimista: fondueta ja raclettea siis. Ilta meni joutuisasti, ja hostellille palattuamme kasasimme tavaramme ja yritimme saada laukut kiinni lauantain lähtöä varten.

Lauantaina 8.10.2016

Viimeisenä päivänämme Sveitsissä, pakkasimme tavaramme ja lähdimme tilausbussilla kohti Chillonin linnaa, joka on yksi Sveitsin kuuluisimmista nähtävyyksistä. Chillonin linna sijaitsee Montreux nimisen kaupungin vieressä Genevenjärven rannalla.

Linna on ollut tärkeä sekä sen strategisen sijaintinsa Etelä- ja Pohjois-Euroopan välillä sekä tavanomaisen puolustamisen kannalta, vesi tarjoaa hyvät kauppayhteydet ja Alpit suojaa. Matka kesti vajaa kaksi tuntia, mutta sujui nopeasti tietä ympäröiviä kuvankauniita viinipeltoja ja Alppien rinteitä katsellessa. Linnalla meitä odotti opas, jonka johdolla pääsimme tutustumaan linnan tapahtumarikkaaseen historiaan pala palalta. Saimme kuulla, että linna on rakennettu jo 1100-luvulla ja että sillä on ollut peräti kolme eri hallitsija sukua Savojit (1100-1536), Berniläiset (1536-1798) ja Vaudit (1798 – nykypäivä). Linna on toiminut vuoroin herttuoiden ja kreivien asuntona, linnoituksena, asevarastona, vankilana sekä hallinnollisena keskuksena. Chillonin linna on tullut tunnetuksi niin suosittuna turistikohteena kuin historiassakin Lordi Byron ja hänen kuuluisa runonsa ”Chillonin vanki” ansiosta, jonka hän kirjoitti olleessaan vankina Chillonin linnassa.

Linnalta jatkoimme matkaa kohti Olympiamuseota, jossa meillä oli aikaa kierrellä muutama tunti. Museossa oli kattava esitys Olympialaisten historiasta alku hetkistä aina tähän päivään. Museossa oli käytetty paljon teknologiaa erilaisten pelien ja esitysten muodossa, joihin katsojan oli mahdollisuus itsekin osallistua. Olympiamuseossa oli myös hyvin edustettuna Suomi ja etenkin vuoden 1952 Helsingin kesäolympialaiset. Museo vierailun jälkeen bussi vei meidät lentokentälle, jossa annoimme jäähyväiset niin Sykin kuin Hykin oppilaille ja opettajille kuin ihanalle Sveitsillekin. Au revoir Suisse!

Projektissa olivat mukana Jenni Inberg, Valtteri Nikkanen, Lotta Oksala, Henna Ovaska, Titvi Räisänen, Veera Sirén ja Tuomas Toropainen, sekä Titta Hurme.

Ravintoverkot muuttuvat

Tällä kertaa ei taida olla kysymys ilmastonmuutoksesta, niin kuin yleensä. Eikä koulussakaan ole tapahtumut mitään mullistavaa opetuksen saralla. Pientä "kehitystä" on toki. Ravintoverkkoja opiskellaan ekologian tunneilla biologiassa ihan niin kuin tähänkin asti. Mutta jos tarkkoja ollaan, maailma on muuttunut, tarkemmin ottaen ravintoverkkojen tutkimuksen maailma. Uudet DNA:han perustuvat tekniikat mahdollistavat pientenkin eliöiden ravinnon tarkemman tutkimisen. Esimerkiksi hämähäkin ruoansulatuksesta voidaan ottaa näyte, joka kertoo, mitä kaikkea eliö on syönyt. Tarkentuva tieto ja tietotekniikka ovatkin luoneet aivan uusia tapoja tutkia ravintoverkkoja ekosysteemeisssä. Myös oppitunnit muuttuvat: tietokoneiden mukaanotto tunneille muuttaa tapoja tehdä ja tutkia ravintoverkkoja myös luokassa.

 

Käsin tai tietokoneella tehtyjä ravintoverkkoja.

Ravintoverkoilla havainnollistetaan luonnon toimintaa

Oppitunneilla ravintoverkkoja käytetään, kun opiskellaan ekosysteemin toimintaa. Ravintoverkko on kätevä tapa havainnollistaa tuottajien, kuluttajien ja  hajottajien välisiä suhteita ekosysteemissä. Samalla opitaan kätevästi peruslajistoa, jota opinnoissa täytyy hallita. Ennen ravintoverkkoja väkerrettiin kynällä vihkoon, mutta nyt Libre Officen tekstiruutu- ja muototyökaluilla saadaan aikaiseksi vastaavanlaiset kuviot. Useimmiten oppitunneilla tehtävät normiravintoverkot kertovat yksinkertaisesti sen, mikä laji syö mitäkin lajia, mutta kun opiskelijat tekevät omia ravintoverkkoja, nousee hyvin äkkiä esiin kysymyksiä loisista, puiden kanssa symbioosissa elävistä sienistä tai ihmisen vaikutuksesta ekosysteemien lajeihin. Näin opeteltavien asioiden joukko kasvaa kuin itsestään ja ravintoverkkojen kautta päästään pureutumaan moneen luonnossa tapahtuvaan ilmiöön. Lisäksi internet on pullollaan esimerkkejä, animaatioita ja yksinkertaisia pelejä ravintoverkoista, joiden avulla asioita on helppo havainnollistaa.

Perinteisesti ravintoverkkoja käytetään havainnollistamaan ekosysteemin erilaisia tasoja ja eliöiden välisiä suhteita. Lähde: http://commons.wikimedia.org.

Tutkijat ryntäävät arktiselle alueelle

DNA:n käyttäminen ravintoverkkotutkimuksessa on mullistanut alaa. Käytännössä lajien välisiä vuorovaikutuksia voidaan tutkia huomattavasti tarkemmin kuin ennen ja tulokset ovat olleet yllättäviä. Tutkimuksen perusteella lajien välisiä vuorovaikutuksia on selvästi enemmän kuin tähän asti on oletettu ja lajit vaikuttavat kerrallaan suureen määrään toisia lajeja. Jos yhdessä trooppisessa metsässä elää 25 000 niveljalkaislajia (pääosin hyönteisiä), voi niiden välillä esiintyä noin 625 miljoonaa erilaista vuorovaikutusta. Eipä ihme, että tutkijat ryntäväätkin tällä hetkellä tutkimaan arktisia ekosysteemejä, joissa vuorovaikutussuhteet ovat vielä jollain tavalla hallittavissa.

Toinen ravintoverkkotutkimusta mullistanut asia on se, että tietotekniikan avulla voidaan huomioida useammanlaisia vuorovaikutustyyppejä samanaikaisesti. Ravintoverkot eivät enää yksinkertaisesti kerro, kuka syö ja ketä, vaan huomioon voidaan ottaa esimerkiksi loisimista, pölyttämistä ja vuorovaikutuksen määrää. Näistä tutkimuksista on havaittu, että lajit ovat aiemmin tiedettyä enemmän tekemisissä toistensa kanssa ja ekosysteemin toiminta esimerkiksi juuri arktisilla alueilla ei ole yksittäisen lajien sinnittelyä, vaan koko ekosysteemi toimii tiiviimpänä kokonaisuutena kuin on luultu. Käytännössä erityisesti hyönteiset muodostavat paljon erilaisia suhteitä eläimiin ja kasveihin ja toimivat ekosysteemin liimana, joka vaikuttaa kaikkien selviytymiseen. Esimerkiksi kasvien pölytys ja arktisten muuttolintujen ravintona toimiminen ovat näitä hyönteisten arvokkaita rooleja ekosysteemissä. Maallikolle jääkarhukantojen tila voikin olla huolestumisen arvoinen asia, mutta tutkija miettii enemmän hyönteisten kohtaloa.

Erään Ison-Britannian maatilan ekologisten vuorovaikutusten verkosto. Keskellä vihreällä viivalla kasvit ja pienet viivat kuvaavat niiden vuorovaikutusta erilaisten eliöiden kanssa. Verkosto tuo hyvin esiin rajatussakin ekosysteemissä esiintyvän vuorovaikutuksen moninaisuuden. (Pollock ym. 2012).

Kokonaisuus ratkaisee!

Mitä sitten uudella tiedolla tehdään? Tunnetaanko arktisen alueen ravintoverkot paremmin juuri ennen kuin ne rikkoutuvat ilmaston lämmetessä? Perinteisesti on korostettu, että arktisten alueiden ravintoverkot ovat yksinkertaisia ja monet lajit riippuvaisia avainlajeista, joihin pitäisi kiinnittää erityistä huomiota. Vuorovaikutuksien määrän mittaaminen voikin antaa tukea avainlajihypoteesille, mutta näyttäisi entistä enemmän siltä, että kokonaisuus ratkaisee. Lukio-opiskelun näkökulmasta opettajankin olisi syytä korostaa oppikirjamallien yksinkertaisuutta ja tuoda esiin, että kokonaisvaltainen toiminta ekosysteemien säilymisen puolesta on erityisen tärkeää. Arktista luontoa ei pelasteta suojelemalla muutamia uhanalaisia lajeja vaan esimerkiksi täällä kotimaassa tehtävillä valinnoilla, jotka voivat estää liiallisen ilmaston lämpenemisen ja säilyttää maailman mittakaavassa yksinkertaisen, mutta valtavan monimuotoisen pohjoisen luonnon. Ravintoverkot siis muuttuvat kuitenkin ilmastonmuutoksen tahdissa, mutta toivottavasti mahdollisimman vähän.

Lähteet:
Natura 3/2016. Biologian muuttuva maailmankuva: miten ravintoverkkotutkimus mullistaa käsityksiämme luonnosta. Tomas Roslin.
http://www.doc.ic.ac.uk/~atn/papers/Agroeco_AECR2013.pdf

Joona Svala 2016

Hanoi, Coventry, Shiraz...

Biologian valtakunnalliset kilpailut järjestettiin tänä keväänä uudistetulla konseptilla. Kun aiemmin kilpailuun houkuteltiin lähinnä abeja, nyt kysymykset olivat enemmän aineistopohjaisia ja rakennettu sellaisiksi, että peruskurssien tiedoillakin pitäisi pärjätä hyvin. Viime vuonna luma-porukasta menestyi loistavasti Tuure Peltonen, joka valittiin nyt kevään valmennuksen jälkeen edustamaan Suomea myös kansainvälisiin biologian olympialaisiin Vietnamin Hanoihin. Onnittelut Tuurelle!

Tänä keväänä lumalaisista pääsi yllättämään Heli Takko. Heli tuli toiseksi valtakunnallisessa kilpailussa. Elokuussa sekä ensi keväänä järjestettävien valmennusten jälkeen selviää, pääseekö Heli myös edustamaan Suomea Englantiin Coventryssa järjestettäviin vuoden 2017 olympialaisiin. Onnittelut myös Helille! Seuraavaksi lyhyt haastattelu Heliltä.

 

Mikä kone kouluun?

Järvenpään lukiolaiset ovat kantaneet tietokoneita kouluun jo kahden vuoden ajan. Koneet kulkevat käsilaukuissa ja repuissa ja välillä unohtuvatkin. Mukana niitä pitäisi kuitenkin muistaa pitää, sillä opetus ja oppiminen sähköistyvät vähitellen enemmän ja enemmän. Ensimmäiset kannettavilla koneilla tehtävät ylioppilaskirjoituksetkin ovat jo nurkan takana, nimittäin ensi syksynä maantieteen, saksan ja filosofian abiturientit pääsevät tositoimiin läppäriensä kanssa. Siksi ennen lukiouran alkua, niin luonnontieteilijän kuin humanistinkin, pitäisi valmistautua myös oman laitteen ostoreissuun.

Järvenpään lukiolaiset pimeää ainetta etsimässä

TASS projekti (Trans Atlantic Science School project) toteutui tammikuun viimeisellä viikolla 2016 jo kolmannen kerran. Mukana oli viisi suomalaista lukiota: Järvenpään lukio, Mikkelin lukio, Vaskivuoren lukio, Turun Normaalikoulun lukio sekä Suomalaisen Yhteiskoulun lukio. Kustakin lukiosta oli mukana neljä opiskelijaa ja yksi opettaja. Yhdysvalloista oli mukana kaksi lukiota Montgomery High School (20 opiskelijaa ja yksi opettaja) sekä Thomas Wootton High School ( neljä opiskelijaa ja yksi opettaja). Montgomery High Schoolin fysiikan opettaja James Schaefer oli tehnyt mittavan työ järjestäessään kouluillemme mahdollisuuden tiedeleirille Fermilabiin  Chicagoon ja Chicagon yliopistoon 25.1.-30.1.2016. Ennen tiedeleiriä olivat suomalaisopiskelijat tehneet opintokäynnin joulukuussa 2015 Helsingin Yliopiston kiihdytinlaboratorioon ja selvittäneet perusperiaatteet, miten varattuja hiukkasia kiihdytetään, ohjataan ja havainnoidaan. Opiskelijaryhmät tekivät annetusta aiheesta projektityön joka täydennettiin valmiiksi tiedeleirin jälkeen.

 

Kuva 1. TASS-projektiryhmä

Monenlaista menestystä luma-aineissa

Syksyn ylioppilaskirjoituksissa Järvenpään lukio menestyi jälleen hyvin. Koulun tulokset olivat selkeästi valtakunnallisten keskiarvojen yläpuolella ja erityisesti luonnontieteellisten aineiden ja matematiikan opiskelijat menestyivät. Opettajatkin saivat kiitosta osakseen kun Järvenpään kaupunki palkitsi viime viikolla luma-opettajia sukkela-pikapalkkiolla. Perusteena olivat erityisesti luonnontieteellisen suuntautumisvaihtoehdon kehittäminen, opiskelijoiden keskinäisen yhteistyön ja motivaation edistäminen ja tietysti nuo syksyn ylioppilaskirjoitustulokset. Kaiken tämän lisäksi hyviä uutisia kantautui myös valtakunnallisista kilpailuista.

Ylioppilaat loistivat viime syksynä

Syksyn kirjoituksissa opiskelijat näyttivät kyntensä. Luonnontieteellisissä aineissa biologiassa, fysiikassa ja kemiassa ylioppilaskirjoitusten tulokset olivat noin pistettä korkeammat kuin valtakunnan keskiarvo. Sama pisteet ero valtakunnan keskiarvoihin nähden syntyi myös pitkässä ja lyhyessä matematiikassa. Käytännössä piste-ero tarkoittaa yhtä arvosanaa korkeampaa tulosta kun valtakunnan keskiarvo eli Cum Lauden (C) sijaan kirjoitettiin Magna Cum Laude (M). Kyseisissä aineissa ei myöskään ollut syksyn kirjoituksissa yhtään Impropaturia (I) eli tulokset olivat hyvät laajalla rintamalla.


Taustalla pitkäjänteinen työ
Luonnontieteellisissä aineissa on koulullamme panostettu jo pidemmän aikaa kokeellisuuteen, soveltamiseen ja yhdessä tekemiseen. Matematiikassa painottuvat tietenkin ajattelun taidot, riittävä harjoittelu  ja oivaltamisen tuoma motivaatio. Kyseisiä oppimisen eväitä on täydennetty kansainvälisillä projekteilla ja  luonnontieteellisen suuntautumisen rakentamisella. Opiskelussa pyritään yhdistämään järkevällä tavalla uutta teknologiaa ja vanhoja hyväksi havaittuja tapoja oppia. Kuitenkin ennen kaikkea hyvistä tuloksista on aina syytä kiittää sinnikkäästi töitä tehneitä opiskelijoita.


Kilpailemalla jatko-opintoihin?
Valtakunnallisiin kilpailuihin osallistui tänä syksynä tavallista enemmän opiskelijoita. Menestystäkin saatiin, sillä luma-suuntautumisen opiskelija Arttu Tolvanen tuli kolmanneksi valtakunnallisessa fysiikkakilpailussa. Palkintona oli pieni stipendi ja ns. suora paikka pääsykokeita matemaattis-luonnontieteellisiin opintoihin Suomen yliopistoissa. Onnittelut Artulle, toivottavasti kuulemme hänestä vielä lisäuutisia.  Kansainväliset fysiikkaolympialaiset järjestetään vuonna 2016 Sveitsissä ja Arttukin pääsee mukaan Suomen valmennusryhmään, josta valitaan myöhemmin edustusjoukkue.
                                                                                                                          Joona Svala

Luonnontieteellinen suuntautuminen uudistuu

Lukiomme luonnontieteellisessä suuntautumisvaihtoehdossa tapahtuu muutoksia ensi lukuvuodesta alkaen. Erillisistä painotuksista luovutaan, joten suuntautumiseen hakeminen on entistä selkeämpää, mitä erityisesti yläkouluilta tulleessa palautteessa on toivottu. Samalla ryhmään otettavien opiskelijoiden määrää vähennetään hieman 24 oppilaaseen, jotta ryhmäläiset mahtuvat kokonaisena ryhmänä kaikkiin yhteisiin opintoihin. Suuntautumisen vanhat hyvät edut säilyvät kuitenkin ennallaan: kurssitarjonta pysyy laajana ja monipuolisena, mahdollisuudet osallistua kansainvälisiin projekteihin ja saada laadukasta, haastavaa ja kokeellista opetusta säilyvät.

Kuvan lähde: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6e/NaturalScienceMontage.png

Enemmän yhdessä

Aiemmin suuntautumiseen pystyi hakemaan sekä tulevat lyhyen että pitkän matematiikan lukijat, mutta uudistuksen myötä kaikilta suuntaukseen hyväksytyiltä vaaditaan pitkän matematiikan opiskelua lukiossa. Muutoksen seurauksena ryhmä tulee olemaan entistä tiiviimmiin yhdessä, koska yhteisten peruskurssien lisäksi kaikki käyvät samoilla matematiikan kursseilla. Myös fysiikkaan muodostuu varmasti ryhmiä, jossa iso joukko suuntautumisen opiskelijoita työskentelee samalla kurssilla. Biologian ja kemian valitseminen suuntautumisen pakollisiksi aineiksi on ollut vähäisempää, joten niissä kurssivalinnat hajaantuvat enemmän.

Tutustu suuntautumiseen

Lisätietoa suuntautumisesta löydät uusilta sivuiltamme. Suuntautuminen on myös vahvasti esillä lukion avoimien ovien päivänä ke 27.1.2016 klo. 8-20. Tervetuloa tutustumaan ja kyselemään tarkemmin suuntautumisvaihtoehdossa opiskelusta.
                                                                                                                                           Joona Svala