Vuoden 2018 opettaja: Stadionilla jyrää

Kirjoittaja: 

Kalle Vähä-Heikkilä, FM, fysiikan lehtori, Lauttakylän lukio, Huittinen, email: kalle.vaha-heikkila@huittinen.fi

Vuoden matemaattisten aineiden opettajaksi nimeäminen on tuonut mukanaan joitakin edustustehtäviä. Näistä tähän mennessä mieleenpainuvin on ollut fysiikan demonstraatioshow’n pitäminen Liettuan Kaunasissa tämän vuoden maaliskuun puolessa välissä.

Liettua, kuten muutkin Baltian maat, viettävät sadannetta itsenäisyyden vuottaan. Liettua järjesti juhlavuotensa kunniaksi Zalgirio-areenalla ”The Best Day at School” -tapahtuman lukioikäisille liettualaisille. Tapahtuman tarkoituksena oli tuoda eri oppiaineita ja tieteenaloja tutuiksi lukioikäisille ja kannustaa oppilaita opiskeluun ja jatko-opintoihin. Tapahtumassa oli eri tieteenalojen luentoja, paneelikeskusteluja ja toiminnallisia esityksiä. Oppilaille tarjottiin esityksiä historiasta, taloustieteestä, musiikista, filosofiasta, tietojenkäsittelytieteestä, ICT:stä ja fysiikasta. Kahta esitystä lukuun ottamatta esiintyjät olivat Liettuasta. ICT:a esitteli indonesialainen Inggriani Liem kommunikoivan robotin avulla ja fysiikkaa allekirjoittanut. Tilaisuuden järjestelyistä vastasi Delfi, joka on yksi Liettuan suurimmista mediataloista ja sponsorina toimi kauppaketju Maxima.

Lupaus on lupaus

Liettuassa haluttiin itsenäisyyden kunniaksi tehdä nuorille jotain suurta ja siksi tapahtuman paikaksi valittiin Liettuan isoin, uusin ja upein Zalgirio-areena. Areena on normaalikäytössään konserttien järjestyspaikka ja Liettuan suosituimman koripallojoukkueen kotiareena. Kun minua viime vuoden marraskuussa kysyttiin pitämään liettualaisille opiskelijoille motivoivaa fysiikan tuntia, ajattelin, että mikäs siinä. Tuleepahan nähtyä samalla maan koululaisia ja järjestelmää, joten suostuin. Toisen ja kolmannen sähköpostiviestin jälkeen minulle alkoi valjeta, millaisesta tapahtumasta oli kyse. Järjestäjät kertoivat isosta areenasta ja 5 000 opiskelijan yleisöstä. Pala alkoi nousta kurkkuun, mutta lupaus on lupaus.

Ajatus 5 000 opiskelijan yleisöstä alkoi kaivertaa mieltä. Mitä heille oikein fysiikasta kertoisi ja miten sen esittelisi PowerPointilla, kuten oli pyydetty? Päädyin kysymään järjestäjiltä, voinko tehdä läpileikkauksen fysiikan eri aihealueista demonstraatioshow’lla, jota tukee PowerPoint-esitys. Järjestäjät olivat enemmän kuin innoissaan, sillä muut esiintyjät olivat päättäneet tukeutua pääasiassa PowerPoint-esityksiin. Siitä sitten vain areenaympäristöön sopivia demoja miettimään. Ehtona järjestäjille esitin, että lavalla pitää olla kamera, joka kuvaa areenan jättinäytöille demonstraatioita, jotka eivät muuten näkyisi katsomoon. Toisena ehtona pidin sitä, että saan ottaa avustajan mukaani. Aisaparikseni lupautui Jaakko Lamminpää Lounais-Suomen LUMA-keskuksesta. Olin tutustunut häneen joissakin aikaisemmissa projekteissa. Jaakko on tuttu muun muassa Tiedepaukku YouTube-kanavasta (https://www.youtube.com/watch?v=-Rmjf5160Bo).

Suuren tapahtuman tuntua

Pähkäilin illat pitkät, mitä ihmeen demoja noin isolla areenalla näyttäisi. Aikaa esitykselle oli varattu 45 minuuttia. Siinä vierähti ilta, jos toinenkin ja lopulta listalla oli reilut 30 demoa. Karsin määrän lopulta vielä 24 demoon. Demoshow lähti liikkeelle sähköstä, josta sujuvasti valon ja äänen kautta siirryttiin paineeseen ja mekaniikkaan. Jaakko on myös kokenut demoilija, joten ei haitannut, että ehdimme harjoitella vain yhtenä iltana juuri ennen lähtöä.

Vihdoin koitti H-hetki ja pakettiauto täynnä demovälineitä suuntasimme kohti Kaunasta. Onneksi meillä oli tapahtumaa edeltävänä iltana mahdollisuus laittaa demonstraatiovälineet valmiiksi paikan päälle. Pientä vääntöä tuli kyllä järjestäjien kanssa, sillä he ilmoittivat illan päätteeksi, että demovälineet pitää vielä korjata pois ja että ne pitää kasata seuraavana päivänä lavalle 15 minuutin tauon aikana esitysten välissä. Olimme tehneet valmistelevia toimenpiteitä juuri kahden ja puolen tunnin ajan. Totesin järjestäjille, ettemme voi mitenkään saada välineitä vartissa lavalle, kun nyt meni 2,5 tuntia. Onneksi kaikki kääntyi hyvin ja saimme jättää osan välineistä lavalle, sillä meidän esityksemme oli heti toisena. Kaikki sujui siis lopulta erinomaisesti – siis järjestelyjen suhteen. Sen sijaan kovin hyvänä unilääkkeenä ei toiminut järjestäjien kertoma tieto, että areenalle mahtuu 14 000 henkilöä ja että seuraavaksi päiväksi paikalle odotettiin 12 000 kuulijaa.

Kuultuamme yleisömäärän piti illan päätteeksi rauhoittua Jaakon kanssa hotellille kertaamaan demoshow’n kulkua. Huonosti nukutun yön jälkeen vedin CERNistä ostetun paidan päälle ja suuntasimme kohti areenaa. Viimehetken tarkistus välineisiin ennen tapahtuman alkua ja kaikki oli valmista. Esiintyjille oli järjestetty VIP-tilat areenan yläosassa, jonne meidät vietiin yleisön läpi. On pakko myöntää, että siinä 12 000 ihmisen ympäröimänä alkoi käsi vähän täristä ja mieleen pyrki ajatus, mitenköhän sitä selviää demoista tärisevillä käsillä.

Tilaisuus alkoi Liettuan kuuluisimpien radiojuontajien spiikeillä. Yleisö oli mukana upeasti kuin suuressa konsertissa konsanaan. Ensimmäinen luento lähti käyntiin ja kohta oli meidän vuoro. Järjestäjät veivät meidät lämpiöön juuri ennen esitystämme. Siirsimme nopeasti loput demovälineet lavalle ja totesimme, että hyvin valmisteltu edellinen ilta oli ollut todella tarpeen. Juontajat kuuluttivat meidät lavalle ja yleisö taputti. Se oli menoa sitten se.

Sähköstä nestetyppeen

Yleisömeren eteen kävellessämme kaikki jännitys katosi yhtäkkiä ja aloimme nauttien keskittyä demonstroimiseen. Show käynnistyi sytyttämällä loisteputkilamppu plasmapallolla (Kuva 1). Valitettavasti artikkelissa on vain pari kuvaa itse tapahtumasta, sillä emme huomanneet ottaa selfieita kesken esityksen. Valo ja sähkö ovat tuttuja arkielämän ilmiöitä. Loisteputkilamppudemonstraatiossa ihminen toimii osana virtapiiriä. Kun loisteputkilampun toinen pää viedään plasmalampun lähelle, syttyy lamppu loistamaan. Hienoa demossa on se, että valon määrää pystyy säätelemään liikuttamalla kättä lamppua pitkin.

Kuva 1. Loisteputkilamppu voidaan sytyttää plasmapallon avulla.

 

Mehukello, Jacobin tikapuut (Kuva 2), staattista sähköä viemäriputkella, hehkulamput induktiolevyllä ja niin edelleen valoa ja sähköä yhdistellen.

Kuva 2. Jacobin tikapuut demonstroivat ilmassa tapahtuvaa sähkön läpilyöntiä.

 

Yksi pravuuridemoistani, jonka halusin esitellä myös liettualaisille, on äänen siirtäminen laserin avulla (Kuva 3). Demonstraatiolla haluan näyttää, miten valon avulla voidaan nykyään siirtää tietoa paikasta toiseen esimerkiksi optista kuitua pitkin tai avaruuteen laserin avulla. Kylmä hiki nousi pintaan, kun äänilähteenä käyttämäni kännykkä ei saanut internet-yhteyttä. Onneksi liettualainen avustajamme oli lavan vieressä valppaana ja riensi auttamaan omalla kännykällään. Ei siis tullut demoefektiä :)

Kuva 3. Äänen siirtäminen laserin avulla.

 

Äänestä päästiin sopivasti paineeseen ja ilmanpaineeseen. Pyysimme vapaaehtoisen yleisön joukosta. Laitoimme vapaaehtoisen isoon roskasäkkiin kaulaa myöten ja imimme imurilla ilmat pois säkistä. Ilmanpaine painoi roskasäkkiä niin suurella voimalla ulkoapäin, että oppilas ei päässyt säkistä ulos. Kokeilin tätä demoa oppilaiden kanssa luokassa ennen Liettuan reissua (Kuva 4). Ainakin säkin sisällä oleva oppilas muistaa hyvin tämän ilmiön, sen verran ihmeelliseltä se tuntuu. Ja on taas yksi demo sarjassa helppo ja halpa toteuttaa. Paineesta siirryimme massan hitauteen, johon liittyvässä demossa hakkasin avustajan vatsan päällä olevaa puupölliä lekalla.

Kuva 4. Ympärillämme olevan ilmanpaineen vaikutusta voi demonstroida näyttävästi roskapussin ja imurin avulla. Kuvassa Lauttakylän lukion opiskelija Tiia Lehtonen.

 

Päätimme mekaniikan osion vortex-tykkiin (Kuva 5). Tiesittekö muuten, että delfiinit leikkivät veteen puhaltamillaan vortex-rinkuloilla?

Kuva 5. Kalle ja Jaakko Zalgirio-areenan lavalla ampumassa savuvortexeja.

 

Viimeisimpänä aihealueena oli nestetyppidemot. Kaikkien demojen yhteydessä selitimme, minkälaista fysiikkaa on demon takana ja joidenkin demojen yhteydessä tuotiin esille arjen sovellutuksia. Nestetyppidemoissa keskityimme lämpövärähtelyn vähenemiseen ja kaasujen nopeaan tilavuuden laajenemiseen. Jäähdytimme näyttävästi ruusun, jonka musersimme rikki (Kuva 6). Kunnon stadion­show ei ole tietysti mitään ilman räjäytyksiä.
Ensin teimme nestetyppivesiraketin, jonka Jaakko ampui stadionin kattoon asti erittäin näyttävästi. Aivan esityksen lopussa laitoimme nestetyppeä 1/3 l pulloon, jonka laitoimme saavissa olevaan kuumaan veteen. Saimme aikaiseksi upean räjäytyksen sekä huikeat suosionosoitukset!

Kuva 6. Nestetypellä jäädytetty ruusu murenee puristettaessa.

 

Jälkipyykkiä

Zalgirio-areenalla pitämäni demoshow jätti kyllä jälkensä. On pakko myöntää, että se oli opetusurani hienoimpia, ellei hienoin kokemus. Ehkä se johtui osittain valtavasta henkisestä valmistautumisesta ja paineesta, kokemuksesta lavalla, mutta ennen kaikkea suosionosoituksista show’n jälkeen ja paikalla olleiden oppilaiden sekä järjestäjien arvostuksesta pidettyä demoshow’ta kohtaan.

Olen mielessäni suunnitellut jo vuosia, että joskus olisi upeaa vetää fysiikan demoja stadionilla ja nyt se toteutui. Haluan kiittää erityisesti Jaakkoa, joka oli avustajana ja esiintyjänä aivan huikea.

Joku voi taas ajatella, täytyykö fysiikan kanssa leikkiä tuolla tavalla näyttämällä demoja huvitustarkoituksessa. Vastaan, että kyllä täytyy. Jäimme kuuntelemaan muiden luentoja ja paneelikeskusteluja oman esiintymisemme jälkeen. Lisäksi kiertelimme areenalle tehdyissä näytteilleasettajien tiloissa. Voi sitä selfieiden määrää, mitä meidän kanssamme otettiin. Oppilaat tulivat kiittelemään unohtumattomista fysiikan demoista. He toivoivat samanlaisia opettajia myös Liettuaan. He utelivat, onko Suomessa fysiikan opettaminen ja opiskelu tuollaista. Totesin, että kyllä se monesti on hyvin demonstraatiolähtöistä. Monet olivat kiinnostuneita tulemaan jatko-opiskelemaan tai vaihto-opiskelijaksi Suomeen ja tietenkin jaoimme tietoa mahdollisuuksista. Esityksemme oli täyttänyt tavoitteensa, koska se herätti yleisössä mielenkiintoa. Show ei ollut pelkkää temppujen tekemistä, vaan se toi ympärillämme olevaa fysiikkaa esille. Se on demoiluni tarkoitus, kuten olen jo aiemminkin artikkeleissani maininnut. Joskus saattaa olla parempi tehdä temppuja pelkästään oppilaiden motivoimiseksi kuin selittää asioita juurta jaksaen. Sitten kun kipinä on syttynyt, voi selittää niitä syvemmällekin juurakkoon meneviä asioita. Nykyinen YouTube-sukupolvi selvästi nauttii demonstroinnista ja viihdyttävästä fysiikasta. Asiat pitää tietenkin esittää asioina, mutta kyllä ne voi esittää myös pilke silmäkulmassa.

Omat fysiikan opiskelijani olivat oikein innoissaan pitämästäni show’sta, vaikka he eivät sitä itse nähneetkään, eikä tapahtuma ole valitettavasti edes YouTubessa katsottavana. Testailin joitain demonstraatioita heidän kanssaan ja lupasin kertoa heille loputkin, mikäli he itse esittäisivät niitä tiedeshow’n muodossa lukiolla. Kolme toisen vuosikurssin opiskelijatyttöä innostui tästä. Meillä oli sopivasti pääsiäisen jälkeen Nordplus-projektin tapaaminen, johon osallistui norjalaisia, islantilaisia ja Ulvilan lukion opiskelijoita. Viikonmittainen tapaaminen päättyi torstai-iltana pidettyyn yhteiseen iltaan, jossa nämä lukiomme kolme tyttöä esittivät fysiikan demoihin perustuvan tiedeshow’n (Kuva 7). Paikalla oli paljon myös sellaisia opiskelijoitamme, jotka eivät muuten olleet mukana Nordplus-projektissa, mutta he saivat vihiä tiedeshow’sta ja halusivat kokea sen. Hatunnoston arvoinen suoritus opiskelijoiltani! On hienoa, miten omalla esimerkillään voi vaikuttaa oppilaiden toimintaan.

Kuva 7. Lauttakylän opiskelijat Veera Matintalo (vas), Saana Turto (vasara) ja Eveliina Lahti demonstroimassa massan hitautta pitämässään tiedeshow’ssa.

 

Loppuun ei voi muuta kuin heittää ajatuksen ilmaan… Voisiko Suomessakin järjestää tuollaisen tiedetapahtuman? Ainakin minä olen valmis talkoohommiin – myös muualle kuin lavalle ;)

 

[Julkaistu: Dimensio 3/2018]

Lisää eDimensiossa

MAOL olemme me , 6. toukokuu 2018 - 15:16
Vuoden 2018 opettaja: Stadionilla jyrää , 6. toukokuu 2018 - 15:00
Dimensio 3/2018 , 6. toukokuu 2018 - 14:52
Luovuus, koulu ja matematiikka , 10. maaliskuu 2018 - 14:37
Teknologiateollisuus tutuksi , 10. maaliskuu 2018 - 12:16
Dimensio 2/2018 , 10. maaliskuu 2018 - 11:03
Faces of Women in Mathematics , 10. maaliskuu 2018 - 10:00
Luovuus matematiikassa , 11. helmikuu 2018 - 10:21
Kuka saa tuntea matematiikan ilon? , 11. helmikuu 2018 - 9:31
Analogiamalli sähköoppiin , 3. helmikuu 2018 - 9:30
Helsingin kerho 90 vuotta , 3. helmikuu 2018 - 9:20
Dimensio 1/2018 , 3. helmikuu 2018 - 9:00
Vuoden 2017 opettaja: Vesi, wasser, eau, voda , 19. marraskuu 2017 - 9:57
Dimensio 6/2017 , 19. marraskuu 2017 - 9:01
Opettaja artikkelin kirjoittajana , 16. marraskuu 2017 - 9:36
Dimensio 5/2017 , 29. lokakuu 2017 - 9:16
Mihin matematiikkaa tarvitaan , 16. elokuu 2017 - 9:00
Laskukone vauvan aivoissa , 16. elokuu 2017 - 9:00
Dimensio 4/2017 , 16. elokuu 2017 - 1:00
Dimensio 3/2017 , 23. huhtikuu 2017 - 9:00
Eurajoen vesitornin Foucault’n heiluri , 22. huhtikuu 2017 - 9:00
Historiaa, fysiikkaa ja fysiikan historiaa , 2. huhtikuu 2017 - 9:00
Dimensio 2/2017 , 31. maaliskuu 2017 - 9:00
Erään matematiikan vihaajan tunnustuksia , 2. helmikuu 2017 - 9:00
Dimensio 1/2017 , 26. tammikuu 2017 - 9:00
Dimensio 6/2016 , 6. joulukuu 2016 - 9:00
GeoGebra-täydennyskoulutuksia verkossa , 6. joulukuu 2016 - 9:00
MAOLin syyskoulutuspäivät Oulussa , 26. lokakuu 2016 - 9:00
Dimensio 5/2016 , 26. lokakuu 2016 - 9:00