Porkkalan lukio eturintamassa avoimen tutkimusdatan opetuskäytössä

11.05.2018 13:20

Kategoria: Nuoret Opetus

Porkkalan lukio aloittaa ensimmäisenä kouluna Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskus CERNin tuottaman avoimen tutkimusdatan käytön lukio-opetuksessa.

CERN on Genevessä toimiva 22 eurooppalaisen maan rahoittama ja 12 000 työntekijän tutkimusyhteisö, joka tunnetaan huippututkimuksestaan aineen ja maailmankaikkeuden rakenteen selvittämisessä sekä hiukkasfysiikan soveltamisesta esimerkiksi terveyden ja ilmakehän tutkimukseen. CERN on myös paikka, jossa World Wide Web, eli nykyinen internet, sai alkunsa.

CERNin hiukkaskiihdyttimistä kerätään jatkuvasti mittausdataa hiukkastörmäysten seurauksista. Mittauksista kohistiin pari vuotta sitten, kun data paljasti ns. Higgsin bosonin olemassaolon ja siten vahvisti maailmankaikkeuden vuorovaikutusten standardimallin oikeellisuutta.

Vuosien saatossa hiukkaskiihdyttimistä kerättävä valtava datamäärä tallennetaan CERNin omiin datakeskuksiin. Arvokkaan tiedon pitkäaikaissäilytyksestä vastaa suomalaistutkija Kati Lassila-Perini, joka on työskennellyt CERNissä jo 23 vuotta.

Porkkalan lukion opiskelijoita Cernissä tutustumassa hiukkasfysiikan ihmeisiin marraskuussa 2017. Vasemmalta Leo-Pauli Moisio, Joona Tammela, Nuutti Henriksson, Anna Huttunen, Julia Koivula, Vilma Saranpää, Leevi Soukko ja Samuli Pietarinen.

CERN ja lukiolaiset

CERN ja Lassila-Perini ovat vuosien ajan järjestäneet suomalaisille lukiolaisille lyhyitä tiedeleirejä Genevessä. Porkkalan lukion modernin fysiikan opiskelijaryhmä oli viime syksynä lehtori Antti Lehtosen johdolla tutustumassa CERNin hiukkasfysiikan, antimaterian ja ilmakehän aerosolien tutkimukseen.

Julkisilla varoilla tuotettu tutkimusdata on nyt antamassa aivan uuden yhteistyön mahdollisuuden lukio-opetukseen. Porkkalan lukio alkaa pilotoida tätä ensimmäisenä kouluna Euroopassa lehtori Antti Lehtosen väitöstyönä. Sitä toteutetaan CERNin ja Helsingin yliopiston fysiikan tutkimuskeskuksen (HIP, Helsinki Institute of Physics) yhteisprojektina, jossa CERNin mittausdataa aletaan soveltaa opetukseen.

– Tutkimuksessa luomme malleja sille, miten nuoret voivat lukiossa oppia hyödyntämään datamassoja uuden tiedon tuottamiseen, Antti Lehtonen kertoo. Tämä vaatii paitsi datan luonteen ymmärtämistä myös ohjelmointitaitojen opiskelua. Hankitut taidot ovat sovellettavissa muuhunkin kuin fysiikan tutkimukseen, mutta CERNin aito hiukkasdata tarjoaa harjoitteluun aivan poikkeuksellisen materiaalin.

CERNin tutkija Kati Lassila-Perini sekä Lehtosen väitöstyön ohjaajat Helsingin yliopistossa ovat hyvin innostuneita uudesta yhteistyöstä tietoverkon välityksellä. Porkkalan lukion opiskelijoille Lehtosen projekti tulee tarjoamaan eturivin paikan aivan uudenlaisessa opiskelussa. Opetuksen malleja voidaan edelleen jakaa muiden oppilaitosten käyttöön sekä opettajien koulutukseen Helsingin yliopistossa.

Avoin data Porkkalan lukion kursseilla 

Porkkala lukio tarjoaa opiskelijoilleen mm. modernin fysiikan ja laskennallisen fysiikan kursseja, ja lukion teemaopintoihin on Porkkalan opetussuunnitelmassa otettu myös teknologiantuntemuksen kurssi.

– Kurssimme tulevat nyt saamaan mitä mielenkiintoisinta uutta sisältöä huippututkimuksen datamassojen käsittelystä, rehtori Matti Autero toteaa.

Higgsin bosoni on siis jo tunnistettu, joten nähtäväksi jää, mitä muuta opiskelijat datasta vielä löytävät. Ainakin he tulevat oppimaan erinomaisia taitoja, joita voivat myöhemmin soveltaa tutkijoina tai muissa tulevaisuutensa ammateissaan, joissa suurten tietovarantojen taitavalla käytöllä voidaan mm. luoda uutta yrittäjyyttä, tuottaa innovaatioita sekä löytää uusia ratkaisuja kestävän kehityksen tueksi.

Opiskelija rakentamassa hiukkasilmaisimena käytettävää sumukammiota.