OHJE KIRJAPAINOLLE: B5-arkin vasen- ja yläreuna kohdistetaan A4-arkin vasempaan ja yläreunaan. Näin pitäisi marginaaliksi tulla taitteen puolella noin 33 mm ja muualla noin 22 mm.
ViSCoS: näkökulmia ja kokemuksia verkkopohjaisesta tietojenkäsittelytieteen
opetuksesta
Sirpa Torvinen Joensuun yliopisto Tietojenkäsittelytieteen laitos
sirpa.torvinen@cs.joensuu.fi
Tiivistelmä
Joensuun yliopiston tietojenkäsittelytieteen laitos on tarjonnut virtuaalisen tieto- jenkäsittelytieteen approbaturin, ViSCoSin, suoritusmahdollisuutta lukiolaisille syk- systä 2000 alkaen. ViSCoSin suunnittelun yhteydessä luotu CANDLE-malli on osoittautunut varsin toimivaksi verkkopohjaisen opintokokonaisuuden suunnitte- lumalliksi. Verkkokurssien jatkuva kehittäminen ja arvioiminen on olennainen osa toimivan kokonaisuuden rakentamista. ViSCoS on kehittynyt tutkimuspainottei- sen evaluaatiosyklin myötä muutamassa vuodessa toimivaksi ja mielekkääksi vir- tuaaliopintokokonaisuudeksi, ja tietojenkäsittelytieteen laitoksen opetusteknolo- gian yksikkö on jo nyt ViSCoSin myötä pystynyt luomaan, kehittämään ja tes- taamaan useita sovelluksia virtuaalikurssien opetuksen tueksi. Tutkimus- ja kehit- tämistyö verkkopohjaisten oppimista tukevien välineiden kehittelyssä jatkuu rin- nakkain ViSCoS-kurssien kehittämistyön kanssa.
1 Johdanto
Internetin käytön levitessä ja vallatessa alaa yhä laajemmilla alueilla, myös ope- tuksessa on viimeisimpien kahden vuo- sikymmenen aikana tehty mittavaa työ- tä erilaisten verkkopohjaisten opetusma- teriaalien ja -ratkaisujen toteuttamisek- si. Verkkopohjaisen aineiston ja toimivan oppimisympäristön luominen ei kuiten- kaan ole aivan yksinkertaista, ja erityises- ti alkuvaiheessa monet opettajat ja opis- kelijat kokivatkin verkkopohjaisen toteu- tuksen pettymyksenä. Esimerkiksi Collis (1998), Farrell ym. (1999) ja Dahanara- jan (2001) [2, 4, 6] ovat tehneet varsin
merkittävää työtä erityisesti alkuvaiheen verkkopohjaisten kurssien onnistumisten ja epäonnistumisten tutkimuksen suhteen.
Farrell ym. (1999) muun muassa kritisoi- vat varsin voimakkaastikin maailmanlaa- juisessa virtuaaliopetusta koskevassa kat- selmuksessaan [6], että varsin usein pää- tarkoituksena on ollut lähteä toteuttamaan kurssit koulutusasteesta riippumatta verk- kopohjaisina vain koska se on trendikäs- tä, ajan ja hengen mukaista, ajattelemat- ta laisinkaan saadaanko verkkopohjaisella toteutuksella aikaan minkäänlaista hyötyä perinteiseen luokkapohjaiseen opetukseen verrattuna.
Muutosta ei kuitenkaan tulisi kos- kaan tehdä vain muutoksen vuoksi, vaan verkkopohjaiselle toteutukselle tulisi ol- la selkeä tarve, onpa se sitten kustan- nusperustainen tai puhtaasti pedagoginen.
Usein käytettyjä perusteluja verkkopoh- jaiseen opetukseen siirtymisessä ovatkin suurilla massakursseilla tilakustannusten ja opettajaresurssien säästöt. Kiireisten, usein myös työssäkäyvien, opiskelijoiden kannalta aika- ja paikkasitomaton opis- kelumahdollisuus itsenäisesti omaan aika- tauluun parhaiten soveltuvana ajankohta- na on selkeästi merkittävä etuus perintei- seen kampusopetukseen verrattuna.
Virtuaalikurssien kustannussäästöt saattavat kuitenkin jäädä perinteiseen luokkaopetukseen verrattuna varsin ni- mellisiksi, sillä usein piilokustannuksia syntyy kuin huomaamatta: esimerkiksi virtuaaliopetuksessa kontaktiopetuksen puuttuminen ei suinkaan tarkoita etteikö opettajalle riittäisi verkossa töitä. Verkko- tutorointi ja verkon kautta kurssin vetä- minen vaativat runsaasti opettajan aikaa ja resursseja, mutta toisaalta verkkoympä- ristö voi myös parhaimmillaan tarjota mi- tä moninaisimpia lisäarvoja perinteiseen luokkaopetukseen verrattuna.
Tässä artikkelissa esitellään Joensuun yliopistossa vuonna 2000 käynnistyneen tietojenkäsittelytieteen virtuaaliapproba- turin vaiheita alkuvaiheen toteutuksesta tämänpäivän tutkimuspainotteiseen kehit- tämistyöhön saakka.
2 Opetusta
virtuaalistamaan
Farrell ym. [6] ovat laatineet vuonna 1999 kattavan kuvauksen maailmanlaa- juisesta verkkopohjaisen opetuksen tilas- ta. Tutkimus on varsin mielenkiintoinen ja tutustumisen arvoinen tilannekatsaus
1990-luvun loppupuolen virtuaaliopetuk- sen tilanteesta eri maanosittain. Kuten ai- na uuden kehityssuuntauksen vallatessa alaa, käytettävän termistön vakiintuminen vie aikaa. Kun Farrell ym. vuonna 1999 tutkimuksessaan toteavat virtuaali-termiä käytetyn varsin vapaasti synonyymeinä muun muassa seuraaville termeille avoin opetus (open learning), etäopetus (dis- tance learning), distributioitu (jaettu) ope- tus (distributed learning), verkko-opetus (network leaning), verkkopohjainen ope- tus (web-based learning) tai tietokonepoh- jainen opetus (computer based learning), niin tänä päivänä tuskin kenellekään tu- lisi mieleen ymmärtää esimerkiksi tieto- konepohjaista opetusta virtuaaliopetukse- na — kaikki virtuaaliopetus on tietoko- nepohjaista opetusta, mutta toisinpäin ei välttämättä olekaan, ja tällöin näitä terme- jä ei tulisi käyttää toistensa synonyymi- nä. Sen sijaan nykyään termi virtuaalisuus tuo jo mukanaan koko joukon kriteere- jä oppimisympäristölle ja opetustilanteel- le, joiden kaikkien tulisi täyttyä.
Virtuaaliopetus voidaan hyvässä yh- teishengessä määritellä opetustilanteeksi, jossa opettaja ja oppilas ovat ainakin osan aikaa fyysisesti eri paikoissa, ja erilais- ten medioiden käyttö vuorovaikutusväli- neinä niin opettajan ja oppilaan, oppilaan ja oppilaan, kuin oppilaan ja kurssimate- riaalin välillä on merkittävää [12]. Hen- kilökohtaisesti olisin valmis korostamaan virtuaalisuutta edellistä vieläkin voimak- kaammin. Jos verkkopohjainen aineisto ja / tai verkkopohjaiset luennot ovat vain pie- ni osa kurssin kokonaisuudesta, niin käy- tän silloin opetuksesta mieluummin ter- miä monimuoto-opetus.
Joensuun yliopiston toteutuksesta voi- daan kuitenkin perustellusti käyttää ter- miä virtuaaliapprobatur, sillä kokonai- suus sisältää kahdeksan kurssia, joista suurin osa suoritetaan tenttiä lukuunot-
tamatta virtuaalisesti verkon välityksellä.
Puolentoista vuoden opiskelujaksoon si- sältyy yhden viikon mittainen kesäkoulu- jakso, jonka aikana opiskelijoilla on mah- dollisuus tulla yliopiston kampusalueelle.
3 Historiaa
3.1 Suomen Virtuaaliyliopisto
Suomalaisten osaamista ja oppimisympä- ristöjen kehittämistä varten Opetusminis- teriö käynnisti vuonna 2000 Koulutuk- sen ja tutkimuksen tietostrategia 2000–
2004 -hankkeen [17]. Tavoitteeseen py- ritään suomalaisten osaamista ja oppi- misympäristöjä kehittämällä. Tavoitteista syntyi Suomen Virtuaaliyliopisto (SVY), jonka jäseniä ovat kaikki maamme 20 yliopistoa sekä Maanpuolustuskorkeakou- lu [19].
SVY on rakennettu portaaliksi, jonne voidaan yhdistää eri jäsenyliopistojen tar- joama erityisosaaminen kaikkien jäsenyli- opistojen käyttöön ja näin voisimme saada aikaan myös kansainvälisestikin laadukas- ta aineistoa. SVY:n portaalissa on tarjolla kursseja, joita voi opiskella verkkopohjai- sesti. Kurssit ovat haettavissa tieteenalan, laajuuden, opetuskielen tai kurssimuodon mukaan.
3.2 Itä-Suomen Virtuaaliyliopisto
Itä-Suomen Virtuaaliyliopisto -organisaa- tio (ISVY) toimii yhtenä SVY:n alu- eellisena verkostohankkeena. ISVY:n jä- senyliopistoina ovat Itä-Suomen alueel- la sijaitsevat Joensuun yliopisto, Kuo- pion yliopisto ja Lappeenrannan Teknil- linen yliopisto. ISVY:n tavoitteena on ollut toteuttaa Opetusministeriön koulu- tuksen ja tutkimuksen tietostrategiaohjel- maa Itä-Suomen yliopistojen alueella. IS-
VY:n opetushankkeita on toteutettu kol- men itäsuomalaisen jäsenyliopiston kes- ken yhteistyönä ympäristötekniikassa, so- velletussa matematiikassa ja tilastomate- matiikassa, tietotekniikassa sekä kauppa- tieteiden opinnoissa [8].
3.3 Tietojenkäsittelytieteen virtuaaliapprobatur
ISVY-yliopistojen kesken käynnistyi tie- tojenkäsittelytieteen virtuaaliapproba- tur -hankkeen suunnittelu Joensuun yli- opiston tietojenkäsittelytieteen laitoksen, Kuopion yliopiston tietojenkäsittelytie- teen laitoksen ja silloisen Lappeenran- nan teknillisen korkeakoulun (nykyisin Lappeenrannan teknillinen yliopisto) tie- totekniikkaosaston yhteistyönä. Toimi- kauden 2000–2002 aikana kukin yliopis- to tutki keinoja toteuttaa tietojenkäsitte- lytieteen approbatur-opinnot tietoverk- koihin pohjautuvana verkko-opetuksena oman yliopistonsa erityistarpeet huo- mioiden. Joensuussa ja Kuopiossa pää- tettiin jo alusta alkaen tarjota virtuaalis- ta approbatur-kokonaisuutta alkuvaihees- sa ainoastaan lukiolaisille opiskeltavak- si omien lukio-opintojen ohella. Joen- suussa opinnot on toteutettu lähes täy- sin virtuaalisesti, Kuopiossa toteutus si- sältää myös kontaktijaksoja kesäisin sekä monimuoto-opetusta muun muassa lukioi- den tutoropettajien antamana. Lappeen- rannassa on lähdetty liikkeelle pyrkimäl- lä muuttamaan nykyisiä kursseja enem- män verkkopohjaiseen suuntaan, ja lukio- laisilla on ollut mahdollisuus osallistua yliopisto-opiskelijoiden mukana joillekin näistä kursseista.
ISVY:n jäsenyliopistot toteuttivat omat kurssinsa omina projekteinaan, ja toimikauden viimeisenä vuonna 2003 ta- voitteena oli koota yhteen erilaisin me- netelmin toteutettujen tietojenkäsittelytie-
teen verkko-opintojen kokemukset ja pyr- kiä yhdistämään jatkossa näiden pohjalta yhtenäinen kokonaisuus.
4 ViSCoS
Joensuun yliopiston tietojenkäsittely- tieteen laitos käynnisti keväällä 2000 approbatur-opintojen verkkopohjaisen to- teutuksen kolmen oman laitoksen opetta- jalinjalta valmistuvan pro gradu -vaiheen opiskelijan voimin. Toteutuksen suunnit- telua edelsi jo edellisenä syksynä alka- nut yhteistyö lukioyhteistyötoimikunnan ja laitoksen edustajien kesken. Lukioyh- teistyötoimikunnassa oli jäseninä neljältä pohjoiskarjalaiselta lukiolta tietotekniik- kaa opettava opettaja sekä yksi opiskelija- jäsen. Tämän yhteistyön merkityksenä oli nimenomaan saada tietoa erityisvaatimuk- sista ja -piirteistä, jotka lukiolaisten paris- sa työskentelyssä on otettava huomioon opetusta toteutettaessa. Muun muassa lu- kioiden koejaksot oli hyvä ottaa verkko- pohjaisten yliopistokurssien suunnittelus- sa huomioon, sillä koeviikoilla lukiolai- silla ei liiemmälti olisi aikaa virtuaaliap- probaturin kursseihin. Lukioyhteistyötoi- mikunnan kanssa yhteistyö on ollut mer- kittävää myös virtuaaliapprobaturin toteu- tuksen käynnistyttyä ja vielä sen edelleen kehittämisessäkin.
Virtuaaliapprobaturin sisältöä on hah- moteltu yhteistyössä Kuopion yliopiston tietojenkäsittelytieteen laitoksen kanssa.
Lopullisessa toteutuksessa niin sisällöl- lisesti kuin käytännön toteutuksessakin Joensuun ja Kuopion välillä on pieniä eroavuuksia.
Joensuun virtuaaliapporbaturin sisältö (15 ov) ja aikataulu ovat seuraavat:
Tietojenkäsittelyn perusteet (2 ov), 1. syksy: Yleistietoa tietotekniikas- ta. Tietokonelaitteiston osat. Tieto-
koneohjelmat ja käyttöjärjestelmät.
Tietoliikenteen perusteet ja lähiver- kot. Internet ja multimedia. Tieto- turva, tietotekniikan ergonomia ja juridiikka. Kurssi koostuu teoreetti- sesta osiosta ja käytännön osiosta.
Ohjelmointi, osa 1 (2 ov), 1. syksy:
Ohjelmoinnin ajattelutapa. Ohjel- moinnin perusteet ohjelmointikiele- nä Java. Mitä on ohjelmointi, mikä on Java, ohjelmoinnin peruskäsit- teitä, ohjelmoinnin rakenteita, me- todit. Graafisen ohjelmoinnin pe- rusteita.
Ohjelmointi, osa 2 (2 ov), 1. ke- vät: Olio-ohjelmoinnin perusteet ja ohjelmointitaitojen syventämi- nen. Ohjelmien laatimisen välineet.
Kurssilla tehdään Java-appletteja ja graafisia sovelluksia, joissa hyö- dynnetään esimerkiksi hiiren ohjel- mointia. Mitä on luokka, olio, mo- niulotteinen taulukko, graafinen oh- jelmointi, tapahtuman käsittely, ani- maatio, alaluokka, yliluokka, raja- pinnat, poikkeukset.
Tietojenkäsittelytieteen tutkimusaloja (2 ov), 1. kevät: Tietojenkäsitte- lytieteen tutkimusaloihin tutustumi- nen. Kurssilla painotutaan erityi- sesti Joensuun yliopiston tietojen- käsittelytieteen laitoksen tutkimus- aloihin. Tavoitteena on harjaannut- taa opiskelijaa itsenäiseen tiedonha- kuun ja tutkielman kirjoittamiseen.
Perusopintojen harjoitustyö (2 ov), 1. kevät: Ohjelman laatiminen it- senäisesti annetusta aiheesta. Har- joitustyön suorittaminen ja työn dokumentointi. Oppimispäiväkirjan kirjoittaminen. Aiheet ovat varsin usein verkossa appletteina toimivia pelejä.
Johdatus algoritmiikkaan (2 ov), 2.
syksy: Algoritmien suunnittelu. Al- goritmit, ohjelmat ja ohjelmointi- kielet. Algoritmien rakentaminen.
Ohjelman perusrakenteet. Rekur- sio. Tietorakenteet. Kurssiin kuuluu myös käytännön osuus, jossa Java- kielellä toteutetaan em. asioita.
Tietokoneen rakenne ja käyttöjärjes- telmä (2 ov), 2. syksy: Tietoko- neen rakenne ja toiminta. Mate- maattiset ja fysikaaliset perusteet.
Tietokoneen komponentit. Mikro- ohjelmointi. Konekieli. Ohjelmoin- tikielten kääntäminen, kääntäjän toiminta. Käyttöjärjestelmät. Tie- dostojärjestelmät.
Johdatus tietojenkäsittelyn etiikkaan (1 ov), 2. syksy: Etiikan käsit- teistö. Etiikan teorioita. Yksilöi- den ja yhteisöjen vastuu. Tietotek- niikan käyttäjän etiikka. Tietotek- niikan ammattilaisen eettiset on- gelmat. Yritys- ja yhteiskuntaetiik- ka. Tutustuminen tietojenkäsitte- lyyn eettisestä näkökulmasta. Kurs- silla käsitellään mm. piratismia, va- paan koodin periaatetta ja tekijänoi- keuksia.
Vuoden 2003 alusta lukien olemme käyttäneet joensuulaisesta virtuaaliappro- baturista nimeä ViSCoS (Virtual Studies of Computer Science), joka on ollut huo- mattavasti helpommin avautuva kansain- välisissä yhteyksissä kuin termi Virtual Approbatur (approbatur kun kansainväli- sissä yhteyksissä yleensä aina ymmärre- tään ainoastaan arvosanana, eikä opinto- kokonaisuutena).
5 Toteutus
Opinnot on toteutettu pääosin verkon vä- lityksellä. Opiskelijat opiskelevat 1,5 vuo- den aikana lukio-opintojensa ohessa tieto- jenkäsittelytieteen approbatur-arvosanan (15 opintoviikkoa). Oppimisympäristönä on toistaiseksi ollut WebCT, jossa on jo- kaisesta kahdeksasta kurssista oppimate- riaalia ja erilaisia tukimateriaaleja riip- puen kurssien aihealueesta ja sisältöalu- eesta. Ohjaus tapahtuu täysin verkon väli- tyksellä oppimisympäristössä olevaa säh- köpostia tai keskustelufoorumia käyttäen.
Jokaisella lukiolla on nimetty tutoropet- taja, joka toimii yhteyshenkilönä lukion ja yliopiston välillä ja auttaa opiskelijoita erityisesti verkko-opintojen alkuvaihees- sa. Puolentoista vuoden opintojen aika- na kontaktiopetusta on ainoastaan viikon mittaisella kesäkoulujaksolla, joka pide- tään toisen syyslukukauden alkaessa elo- kuun ensimmäisellä viikolla Joensuun yli- opistolla kampusalueella. Kesäkouluvii- kon aikana on luentoja ja ryhmätöitä kurs- seista, jotka jatkuvat vielä verkkokurssina syksyn ajan.
Joensuun mallissa, CANDLE-mallis- sa [7] olemme lähteneet liikkeelle var- sin reippaalla uudistamishenkisellä otteel- la. ViSCoS-approbaturin sisältö on pää- osin sama kuin laitoksemme perusopis- kelijoiden approbatur, mutta muutama uusi kurssikin (Johdatus tietojenkäsittely- tieteen etiikkaan (1 ov) ja Tietojenkäsit- telytieteen tutkimusaloja (2 ov)) on jouk- koon mahtunut. Lisäksi ohjelmointikie- leksi valitsimme Javan, joka houkutte- lee nuoria lukiolaisopiskelijoita huomatta- vasti enemmän kuin perinteiset lausekie- let. Myös laitoksemme perusopiskelijoi- den ensimmäinen ohjelmointikieli on nyt vaihtumassa Javaksi.
Kuvassa 1 on kuvattuna CANDLE- mallin rakennetekijät. CANDLE on osoit- tautunut varsin toimivaksi virtuaalikurs-
YLIOPISTO Ohjaajat LUKIO Vertaisopiskelijat
Tutoropettaja
ELEKTRONISET VÄLINEET Oppimisympäristö Verkkomateriaali
Välineet OPISKELIJA
I n t e r n e t I n t e r n e t
loCally
in his/her Authentic learning NeeDs
via Electronic
tools
in a Light
way
Kuva 1: CANDLE-malli. [21]
sien suunnittelupohjaksi. Sen tunnuspiir- teisiin kuuluvat [21]:
• loCally, paikallisuus: opiskelijat voivat opiskella yliopisto-opintoja omalta oppilaitokseltaan käsin riip- pumatta oppilaitoksen sijaintipaik- kakunnasta. Paikallistasolla opiske- lijalla on opiskelun tukena vertais- opiskelijat ja tutoropettaja.
• in his/her Authentic Learning NeeDs, autenttisissa oppimistar- peissa opiskelijalla on yliopistol- la ohjaajat. Tuki tapahtuu Inter- netin välityksellä. Paikallistasolla tutoropettaja voi omien kykyjensä ja aikataulujensa puitteissa tarjota apua myös oppimisongelmiin, mut- ta CANDLE-malli pohjautuu siihen olettamukseen, että kaikissa oppi- miseen liittyvissä tilanteissa ohjaa- minen tapahtuu verkon kautta yli- opistolta käsin.
• in a Light way, kevyellä tavalla:
suunnittelussa on haettu kevyttä to-
teutusta kahdessa suhteessa. Ensin- näkin kaikki verkossa tarjolla oleva aineisto on suunniteltava niin, että hitaimmallakin modeemiyhteydellä sen voi ladata itselleen kotiin. Suu- rin osa opiskelijoista lataa aineis- ton oppilaitoksillaan, mutta verkko- kurssien suunnittelussa on syytä va- rautua aina huonoimman ja hitaim- man yhteyden mukaan. Lisäksi kai- killa lukioillakaan ei vielä välttä- mättä ole edes laajakaistayhteyksiä.
Toisaalta kevyt toteutus näkyy myös siinä, että vaikka verkkoai- neistomme ovatkin varsin kattavat, emme silti ole lähteneet niillä kor- vaamaan oppikirjoja, vaan opiskeli- joilla on kursseilla käytössään myös painetut kirjat. Web-pohjaiseen ai- neistoon on koottu lyhyesti opetet- tavat asiat ja sen lisäksi on laadit- tu erityisesti havainnollistavia lisä- esimerkkejä ja visualisointeja sekä harjaantumistehtäviä, joiden avulla opiskelija voi harjoitella lukemaan- sa ja testata omaa osaamistaan.
• via Electronic tools, sähköisten vä- lineiden kautta: kurssit on toteu- tettu puhtaasti verkkokurssina, eli opiskelu tapahtuu Internetin kaut- ta. Viestintä on täysin sähköistä, samoin keskustelut ja kommuni- koinnit muutoinkin. Oppimateriaa- lin suunnittelussa on huomioitu se, että opiskeltava aineisto on oltava helposti saatavilla verkon välityk- sellä.
Kuvion 1 keskipisteenä on itseoikeu- tetusti virtuaaliopiskelija, joka on Interne- tin välityksellä yhteydessä yliopistoon ja muihin lukioihin ja niiden opiskelijoihin.
Opiskelija on tietoisesti valittu kuvioon keskipisteeksi, sillä lähtökohtanamme on ollut opiskelijan tarpeet ja edellytykset.
Olemme rakentaneet ViSCoSin ajatellen kohderyhmää lukiolaisnäkökulmasta kä- sin ja huomioineet tämän muun muassa tehtävissä. Monet tehtävistä on räätälöity nimenomaan lukiolaisen ajatusmaailmaan istuviksi. Tehtävien istuvuuden onnistu- misen salaisuus piilee siinä, että apunam- me suunnittelussa on ollut lukiolaisnuo- ria. Heidän tekemänsä tehtäväideat usein tuntuivat varsin nerokkailta oivalluksilta, joista opettaja pystyi pilkkomaan tehtäviä useallekin harjoitusviikolle. Tärkeintä oli saada aikaan opiskelijanäkökulmasta kat- sottuna ikätasoa motivoivia tehtäviä, mut- ta samalla kuitenkin huolehtia siitä, että tehtävät pysyvät yliopistotasoisina.
“CANDLE” sanana on kielikuva kynt- tilästä, joka levittää ympärilleen valoa.
Tällä pyrimme symbolisoimaan ViSCoS- kurssien ideaa: web-pohjainen aineisto ja viikoittaiset oppimistehtävät henkilökoh- taisine palautteineen toimivat kuin kyntti- lät, jotka johdattelevat opiskelijaa kulke- maan omaa oppimisen polkuaan läpi ko- ko virtuaaliopintokokonaisuuden. Toivot- tavasti tällä oppimisen polulla siten myös kohdataan tärkeitä ahaa-elämyksiä ja va-
loisia hetkiä, joiden avulla menestyksekäs ja hedelmällinen oppiminen on mahdollis- ta.
6 Verkkototeutuksen erityispiirteet
Aiemmin muun muassa Mäki-Komsi [16], Ellis ym. [5], Meisalo ym. [13] se- kä Watanabe ym. [22] ovat korostaneet verkkokursseilla opiskelijoiden itsenäisen ja vastuullisen opiskelun merkitystä sekä mahdollisimman monipuolisten ja rikkai- den opetusmenetelmien ja -välineiden tar- jontaa. CANDLE-mallissa olemme pyrki- neet toteuttamaan kursseja käyttäen hy- väksi osin täysin uusiakin menetelmiä tie- tojenkäsittelytieteen opetuksessa.
Käyttämämme opetusmenetelmät eri kursseilla ovat olleet seuraavat:
• kolmen T:n malli: Teoria (oppikirja ja web-aineisto), Tehtävät (verkko- tehtävät viikoittain) ja Tentti kurs- sin lopussa (3 kurssia)
• kolmen T:n malli täydennettynä näyttökokeilla (1 kurssi)
• kontaktiluennot ja kontaktiryhmä- työ yhdistettynä kolmen T:n toteu- tukseen (1 kurssi)
• yksilö- tai parityönä tehtävä ohjel- moinnin harjoitustyö ja sen proses- sointiin liittyvä elektroninen portfo- lio käyttäen hyväksi verkkopohjais- ta työkalua (PPA, LEAP [18]) (1 kurssi)
• virtuaalinen ryhmätyö ja portfolio (1 kurssi)
• yksilöllinen essee, portfolio ja eetti- sen pohdinnan arviointi työvälinet- tä käyttäen (ETHICSAR, [10]) (1 kurssi)
7 Opetuksen tukeminen
Watanabe ym. [22] korostavat, että vai- keinta verkkokurssien suunnittelussa on arvioida milloin opiskelija tarvitsee tukea ja millaista tukea hänelle tässä tilantees- sa tulisi tarjota. CANDLE-mallissa pe- dagoginen tuki tulee yliopiston ohjaajil- ta verkon välityksellä oppimisympäristön keskustelufoorumin tai sähköpostin kaut- ta. Erityisesti alkuvaiheessa käytännön liikkeellelähtötilanteen ongelmissa (kuten oppimisympäristön käyttäminen) paikal- listasolla toimivan tutoropettajan antama tuki on ensiarvoisen tärkeää. Opiskelijoi- ta on lisäksi rohkaistava käyttämään op- pimisympäristön keskustelufoorumia saa- dakseen tukea paitsi omasta oppilaitokses- taan myös verkon kautta muista oppilai- toksista vertaisopiskelijoilta.
CANDLE-mallissa opiskelijat saavat viikoittain palauttamistaan tehtävistä hen- kilökohtaisen palautteen verkon kaut- ta ohjaajilta, mikä poikkeaa perintei- sestä luokkahuonetyöskentelynä tapahtu- vasta laskuharjoitusten tarkastustilantees- ta yliopistollamme. Laskuharjoituksissa yleensä jokaisesta tehtävästä esitetään taululla yhden opiskelijan ratkaisu ja mui- den opiskelijoiden mahdollisesti poikkea- vat, mutta sinällään täysin oikeat, ratkaisut jäävät kokonaan käsittelemättä. ViSCo- Sissa olemme kokeneet henkilökohtaisen palautteen antamisen merkittävänä teki- jänä kompensoimaan kontaktiopetuksen puuttumista ja tukemaan opiskelijan oppi- misprosessia.
Yhtenä merkittävimmistä ja onnis- tuneimmista tukimuodoista ViSCoSissa ovat olleet erilaiset visualisoinnit. Olem- me käyttäneet Flash-animaatioita, in- teraktiivisia ja non-interaktiivisia Java- appletteja sekä ohjelmakoodien visuali- soimiseen Jeliot 2000 -ohjelmaa ja sen uu- dempaa versiota, Jeliot 3:sta [9]. Visuali- sointeja on laadittu erityisesti niihin teo-
rian alueisiin, joissa opiskelijoilla on näyt- tänyt olevan vaikeuksia. Ohjelmoinnissa nämä ovat olleet toistolauseet, taulukot ja metodit. Kokemuksemme Jeliotin käytös- tä ovat käytännössä olleet hyvin saman- suuntaisia kuin aiemmat tutkimukset, ku- ten esimerkiksi Ben-Bassat Levy ym. [1].
8 Tutkimus arvioinnin ja kehittämisen apuna
ViSCoS on nyt käynnissä neljättä ker- taa. Yliopistotasoisten opintojen suoritta- minen lukio-opintojen ohessa on osoittau- tunut varsin aikaa vieväksi ja raskaaksi projektiksi, josta moni jää kesken pois.
Yleisesti virtuaalikursseilla keskeyttämis- prosentit ovatkin varsin korkeita: jopa 30–
50 %:n välillä [3, 24]. Joensuun virtuaa- liapprobaturissa, ViSCoSissa, kurssikoh- taiset keskeyttämisprosentit ovat vaihdel- leet 0–42,9 %:n välillä [14]. Keskeyttä- miset ViSCoSissa kasautuvat ohjelmointi- kursseihin, jotka ovat kokonaisuuden työ- läimpiä kursseja. ViSCoS-kokonaisuutta on alusta alkaen seurattu tutkimuspro- jektein. Näistä ensimmäisenä käynnistyi keskeyttämisilmiön tutkiminen (dropouts- ilmiö [20]), josta saatujen tulosten pohjal- ta kursseja on kehitetty ja kehittämistoi- mia panostettu juuri niihin kohtiin, joita poistippuneet opiskelijat olivat kokeneet vaikeimpina.
Aikapula on osoittautunut pääkeskeyt- tämissyyksi vuosina 2000–2002, ja sitä onkin pyritty helpottamaan huomioimal- la lukioiden koeviikot ja hiihtolomavii- kot tehtävien palautuksissa mahdollisim- man hyvin. Opiskelijoita on myös ravis- teltu faktatiedolla jo heti opintojen aloi- tusinfotilaisuudessa korostamalla virtuaa- liopintojen vievän aikaa ja vaativan itse- kuria ja vastuullisuutta omista opinnois- ta. Toisaalta olemme myös havainneet, et-
Oppimis- prosessin
sykli Arvioint i
ja
keh i t t äminen
KURSSI-
MATERIAALI
UUDET IDEAT,
MATERIAALIT,
JNE.
ARVIOINTI-
VÄLINEET
PÄIVITYS UUDELLEEN-
LUONTI
Analysointi K
ehittäm inen
Päivittäminen Uusio
käyttö
Kuva 2: Jatkuvan evaluaation sykli. [15]
tä tutoropettajien myönteisyys tai kieltei- syys projektia kohtaan heijastuu hyvinkin helposti opiskelijoiden innostukseen.
Ohjaajilta vaaditaan myös kärsivälli- syyttä ja jaksamista, sillä verkkokursseil- la palautteet voivat tulla hyvinkin suorasu- kaisina ja kriittisinä turhautumien purkau- tuessa “kasvottomaan mediaan”. Voidaan- kin hyvällä syyllä todeta, että tarvitaan tu- toreiden, opiskelijoiden ja yliopiston oh- jaajien kokoaikaista aktiivista ja innos- tunutta otetta läpi koko verkkokurssiko- konaisuuden. Jos yksikin näistä kolmes- ta osa-alueesta pettää, niin koko projek- ti on vaarassa epäonnistua. Lisäksi teknii- kan toimivuus on perusedellytys onnistu- neelle verkko-oppimistapahtumalle. Var- sinkin alkuvaiheessa koetut vaikeudet hel- posti johtavat keskeyttämiseen, joten al- kuvaiheen tukitoimiin on syytä varata ai- kaa ja resursseja. Hyvin käyntiin lähtenyt prosessi taas sitten puolestaan kantaa jo pitkälle.
9 Tulevaisuus
ViSCoSissa on toimittu hyvin nopealla syklillä kooten opiskelijoiden kokemuk- sia ja palautteita, ja tuoden uudet toteut- tamiskelpoiset ideat välittömästi käytän- töön. Kuvassa 2 on kuvattuna ViSCoSin jatkuvan evaluaation sykli [15], joka on antanut meille mahdollisuuden nopeaan ja tehokkaaseen kurssien päivitykseen ja kehittämiseen. Ensimmäisenä lukuvuonna web-pohjaista aineistoa tuotettiin ainoas- taan oppikirjan tueksi ja lähinnä opintoja ohjaamaan tuomalla keskeiset asiat esille verkkoon ja linkittämällä ne oppikirjoihin (in a Light way). Toiselle vuodelle lisä- simme esimerkkejä ja visualisointeja eri- tyisesti taulukkoa, toistolausetta ja ehto- lausetta koskeviin osa-alueisiin. Kolman- nelle vuodelle olemme edelleen lisänneet visualisointeja, mutta nyt pääpainopistee- nä on ollut interaktiivisuuden ja tukiväli- neiden kehittäminen.
Aineistoa kehitämme erityisesti kes- keyttäneiden opiskelijoiden parista koot-
tujen tietojen pohjalta pyrkien näin luo- maan verkkokursseillemme toimivan tu- kijärjestelmän, joka auttaisi opiskelijoita selviytymään vaikeiden vaiheiden yli kes- keyttämättä.
ViSCoSin myötä on jo syntynyt uusia verkkotyövälineitä kuten LEAP (entinen PPA, Problem Prosessing Assistant, [18]) ja eettisen ongelmanratkaisun työväline ETHICSAR [10], jotka molemmat ovat olleet kursseillamme käytössä jo kahtena vuonna. Ohjelmakoodeja visualisoivaa Je- liot 2000 -ohjelmaa kehitetään Joensuun yliopiston tietojenkäsittelytieteen laitok- sen ja israelilaisen Weizmann Institute of Science [9, 23] välisenä yhteistyönä.
CANDLE-malli on osoittaunut toi- mivaksi verkko-opintojen suunnittelupoh- jaksi tuoden mukanaan myös raikkai- ta, uusia menetelmiä tietojenkäsittelytie- teen opetukseen. Erilaisten verkkopoh- jaisten välineiden kehittämis- ja tutki- mustyö ViSCoSin parissa jatkuu edelleen.
Syksystä 2004 alkaen ViSCoS tarjotaan osana Joensuun yliopiston Avoimen yli- opiston opetusta, joten sen suorittamis- mahdollisuudet laajentuvat tämän myötä myös lukioiden ulkopuolelle. Uusien tuu- lien puhaltaessa toimintamme hioutuvat ja muotoutuvat edelleen.
Viitteet
[1] R. Ben-Bassat Levy, M. Ben-Ari & P. A.
Uronen: “The Jeliot 2000 program ani- mation system.” Computers and Educa- tion, 40 (1), 2003, 1–15.
[2] B. Collis: “New Wine and Old Bottles?
Tele-Learning, Telematics and the Uni- versity of Twente.” Teoksessa F. Ver- dejo & G. Davies (toim): The Virtual Campus—Trends for higher education and training, Chapman & Hall, Lontoo, 1998, 1–17.
[3] R. Cornell & B.L. Martin: “The Role of Motivation in Web-Based Instruction.”
Teoksessa B.H. Khan (toim): Web- based Instruction. Educational Techno- logy Publications, New Jersey, USA, 1997, 93–106.
[4] G. Dahanarajan: “Distance Education:
promise, performance and potential.
Open Learning.” The Journal of Open and Distance Learning, 16(1), 2001, 61–
68.
[5] A. Ellis, J. Lowder, J. Robinson, D. Ha- gan, W. Doube, S. Tucker, J. Sheard
& A. Carbone: “A collaborative stra- tegy for developing shared Java teac- hing resources to support first year pro- gramming."Proceedings of the 4th an- nual SIGCSE/SIGCUE on Innovation and Technology in Computer Science Education, 1999, 84–87.
[6] G. Farrell (toim.): The Develop- ment of Virtual Education: A global pespective. The Commonwealth of Learning, 1999 ISBN: 1-895369- 74-6, Internet WWW-sivu, URL:
http://www.col.org/virtualed/index.htm (15.4.2004)
[7] A. Haataja, J. Suhonen, E. Sutinen & S.
Torvinen: “High School Students Lear- ning Computer Science over the Web.”
Interactive Multimedia Electronic Jour- nal of Computer-Enhanced Learning (IMEJ), 2(2), 2001.
[8] Itä-Suomen Virtuaaliyliopisto -hanke (ISVY). Internet WWW-sivu. URL:
http://www.joensuu.fi/isvy (16.4.2004) [9] Jeliot 3. Internet WWW-sivu, URL:
http://cs.joensuu.fi/jeliot/(8.6.2004) [10] I. Jetsu, V. Meisalo, N. Myller & E. Suti-
nen: “Ethical Argumentation with Ethic- sar.” Proceedings of the IADIS Interna- tional Conference on Web Based Com- munities, Lisbon, Portugal, 2004, 255–
261.
[11] Joensuun yliopiston virtuaaliapprobatur -hanke, ViSCoS. Internet WWW- sivu. URL: http://cs.joensuu.fi/viscos (20.4.2004)
[12] P.B. Lawhead, E. Albert, C.G. Bland, L. Carswell, D. Cizmar, J. DeWitt, M.
Dumitru, E.R. Fahraeus, & K. Scott:
“The Web and distance learning: what is appropriate and what is not.” Re- port of ITiCSE’97 Working Group on the Web and Distance Learning. SIGC- SE/SIGCUE: Intergrating Technology into Computer Science Education ITiC- SE´97, Uppsala, Sweden, 1997, 27–37.
[13] V. Meisalo, E. Sutinen & J. Tarhio: Mo- dernit oppimisympäristöt — Tieto- ja viestintätekniikka opetuksen ja opiskelun tukena. Tietosanoma, Pieksämäki, 2003.
[14] V. Meisalo, E. Sutinen & S. Torvinen:
“How to improve a virtual program- ming course?” ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference (FIE 2002), Bos- ton, MA, USA, 2002.
[15] V. Meisalo, E. Sutinen & S. Torvinen:
“Choosing appropriate methods for eva- luating the learning process in distance programming courses.” ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference (FIE 2003), Boulder, CO, USA, 2003.
[16] S. Mäki-Komsi: “Opettamisen ja oppi- misen muodot muuttuvat, muuttuuko op- pimiskulttuuri — heijastuksia opetuksen kehittämiprojektista OpinNetista.” Ope- tushallituksen julkaisuja, 1999, URL:
http://www.edu.fi/julkaisut/opinnet1.pdf (28.4.2004)
[17] Opetusministeriö: Koulutuk- sen ja tutkimuksen tietostrategia 2000–2004. Internet WWW-sivu, URL: http://www.minedu.fi/toim/
koul_tutk_tietostrat/index.html (15.4.2004)
[18] J. Suhonen & E. Sutinen: “Porfolio- Based Analysis in Developing Tool for a
Web-Based Programming Project Cour- se.” Proceedings of the IASTED Inter- national Conference on Computers and Advanced Technology in Education (CA- TE 2003), Rhodes, Greece, ACTA Press, CD-ROM, 2003.
[19] Suomen Virtuaaliyliopisto: Yliopis- tojen verkostotoimintaa kehittä- vä ja edistävä projektiorganisaa- tio. Internet WWW-sivu, URL:
http://www.virtuaaliyliopisto.fi (15.4.2004)
[20] E. Sutinen & S. Torvinen: “Instructio- nal Intervention In a Web-Based Pro- gramming Course”, Proceedings of the First Annual Finnish/Baltic Sea Confe- rence on Computer Science Education, University of Joensuu, Report A-2002-1, October 19-21, 2001, Koli, Finland, 53- 60
[21] E. Sutinen & S. Torvinen: “The Candle Scheme for Creating an on-line Compu- ter Science Program—Experiences and Vision.” Informatics in Education. Ins- titute of Mathematics and Informatics, Lithuanian Academy of Sciences, 2(1), 2003.
[22] S. Watanabe, T. Nakabayashi, H. Satoh, T. Jiang & T. Oda: Web-based Educa- tional System: “Monitoring and Assis- ting Learners.” Teoksessa G. Cumming (toim): Advanced Research in Compu- ters and Communications in Education.
IOS Press, Amsterdam, 1999.
[23] Weizmann Institute of Science.
Internet WWW-sivu. URL:
http://www.weizmann.ac.il/ (28.4.2004) [24] M. Xenos, C. Pierrakeas & P. Panagiotis:
“A survey on student dropout rates and dropout causes concerning the students in the Course of Informatics of the Hel- lenic Open University.” Computers and Education, Vol (39), 2002, 361–377.
