Oppiiko VR-lasit päässä paremmin? Virtuaali- ja yhdistetty todellisuus ovat pian arkea opetuksessa

Laitan lasit päähän ja sukellan puusoluun. Virtuaalimetsässä pienet ja suuret asiat havainnollistuvat uudella tavalla.

Tila muistuttaa teollisuushallia. Opettajani on ilmassa leijuva robotti, joka pomppii ympäri salia. Yritän poukkoilla perässä, mutta vaikka ohjaimessa on vain kaksi nappia, painan jatkuvasti väärää. Virtuaalilasit painavat ikävästi nenänvartta, enkä ymmärrä kääntyä, kun opettaja siirtyy selkäni taakse.

Digituutori Pilvi Ahtinen opastaa kärsivällisesti. Harjoittelu auttaa: pääsen sukeltamaan puusolujen sisään ja vertailemaan eri menetelmillä kerättyä metsänmittausdataa.

Ahtinen teki kasvatustieteen gradunsa siitä, mitä uusia mahdollisuuksia virtuaalitodellisuus tuo opetukseen. Hän kuuluu alun perin metsätieteen osastolla syntyneeseen Mixed Reality Hub -tutkimustiimiin, joka vie virtuaalisuuden sanomaa koko yliopistoon.

LEIKKIÄ MUKAAN

Metsätieteissä ollaan pisimmällä yhdistetyn todellisuuden menetelmien opetuskäytössä. Ensimmäiset kokeilut tehtiin pari vuotta sitten. Myös kasvatustieteissä on testattu niitä, ja lääketieteellisen ensimmäinen virtuaalitodellisuutta hyödyntävä kurssi käynnistyy ensi keväänä.

— Virtuaalitodellisuuteen liittyy leikillisyyttä ja pelillisyyttä, joka lisää kanssakäymistä. Opituista asioista syntyy vahvempi muistijälki, kun tilanteeseen liittyy enemmän aistiärsykkeitä, kertoo Mixed Reality Hub -tiimin vetäjä, tutkijatohtori Jani Holopainen.

Oppijat ovat erilaisia. Osaa teknologia motivoi, osaa taas ei. Holopainen veti biotieteiden jatko-opiskelijoille kurssin, jossa heidän piti laatia omasta tutkimuksestaan liiketoimintasuunnitelma ja esitellä se virtuaalitodellisuudessa. Hän sai opiskelijoilta parempaa palautetta kuin mistään aikaisemmasta kurssistaan — paitsi yhdeltä opiskelijalta, joka inhosi sitä.

TROPIIKKI TULEE LÄHELLE

Ratkaisu uuden teknologian pelkoon ovat digituutorit, jotka auttavat virtuaalisen materiaalin luomisessa ja laitteiden käytössä. Opettajan ja opiskelijoiden ei tarvitse alkuun tietää niistä juuri mitään.

— Haluamme tehdä kynnyksen mahdollisimman matalaksi, jotta menetelmän helppous ja hyödyllisyys paljastuu, Jani Holopainen kertoo.

Tiimi myös tutkii sitä, miten opiskelijat oppivat ja kokevat menetelmät. Tänä syksynä on tarkoitus vertailla oppimiskokemuksia professori Markus Holopaisen geoinformatiikan kurssilla, jonka osa opiskelijoista suorittaa perinteisesti ja osa hyödyntäen yhdistettyä todellisuutta.

Markus Holopainen on metsätieteiden kandiohjelman johtaja. Hän näkee yhdistetyn todellisuuden hyödyt esimerkiksi omalla alallaan metsän mittaamisessa. Tuoreet opiskelijat voivat perehtyä laserkeilausmenetelmiin virtuaalisesti, ennen kuin menevät oikeasti metsään kenttäkurssilla.

Pienet kohteet kuten solut tai kaukaiset kohteet kuten tropiikki havainnollistuvat aivan uudella tavalla virtuaalitodellisuudessa. Metsätieteilijät hyötyvät virtuaaliosaamisesta myös työelämässä.

— Metsänsuunnittelussa erilaisten toimenpiteiden vaikutukset on nyt mahdollista visualisoida metsänomistajille entistä paremmin, Markus Holopainen toteaa.

OPPIA POLIITIKOILLEKIN

Vaikutusten visualisointia hyödyntää myös ilmasto- ja metsätieteilijöiden ryhmä, joka aikoo näyttää poliitikoille virtuaalitodellisuudessa, miten Suomen hakkuutavoitteet vaikuttavat metsiin ja niiden toimimiseen hiilinieluina.

— Tuli tunne, että asiantuntijapuhe ei yksinkertaisesti uppoa, ja nyt voisi kokeilla jotain muuta, kertoo tutkijatohtori Tuomo Kalliokoski.

Ryhmä laatii Maj ja Tor Nesslingin säätiön rahoituksella kolmiminuuttisen virtuaalisen näytöksen, joka paljastaa Suomen energia- ja ilmastostrategian seuraukset konkreettisesti.

HARVESTERIN OHJAIMISSA

Virtuaaliteknologiasta on tullut yhdistävä side eri asteen oppilaitosten välille. Mixed Reality Hub -ryhmän toiminnassa on mukana yliopistojen lisäksi metsäalan ammattikorkeakouluja ja ammattioppilaitoksia.

— Olemme mielellämme testikaniineina, toteaa opettaja Janne Ruokonen Tampereen seudun ammattiopistosta.

Ruokosen mukaan virtuaalisuus on saanut hänen oppilaansa viihtymään harvesterisimulaattorissa entistä paremmin, koska kokemus on hyvin lähellä aitoa. Vaarallisten ja hankalien tilanteiden harjoittelu etukäteen parantaa työturvallisuutta.

Virtuaalitodellisuus on havaittu tutkimuksissa hyödylliseksi erityisesti erilaisten taitojen opettelussa. Jani Holopainen on miettinyt, että siitä voisi olla apua esimerkiksi lääkäreille joukkotapaturman hoidon harjoittelussa tai vaikkapa valmistautumisessa ensimmäiseen ruumiinavaukseen.

Ammattiopettaja Janne Ruokonen näkee, mihin oppilas kohdistaa katseensa ja osaako hän ennakoida tilanteita: onko esimerkiksi kaatuvalle puulle varattu tarpeeksi tilaa. Opettamista helpottaa, kun huomaa, mitkä kohdat ovat opiskelijan näkökulmasta vaikeita omaksua.

KUSKI JA VASTUU

Seuraavaksi yhdistetyn todellisuuden soveltamista pohditaan matematiikan, sosiaalitieteiden ja filosofian opettajien kanssa. Mitä annettavaa virtuaalitodellisuudella on näille aloille? Matematiikassa esimerkiksi avaruuksien visualisointi voisi auttaa oppisisältöjen hahmottamisessa.

— Filosofiassa voisi pohtia erilaisia moraalikysymyksiä, vaikkapa itseajavien autojen vastuuta, Jani Holopainen kertoo.

— Uskon, että kaikille tieteenaloille voi löytää sopivat sovellusalueet.

Artikkeli on julkaistu Yliopisto-lehden numerossa Y/08/18.

Jani Ho­lo­pai­nen: Tek­no­lo­gia auttaa te­ke­mään op­pi­mi­ses­ta oman­nä­köi­sen elä­myk­sen, jos­ta jää muis­ti­jäl­ki

Lue lisää aiheesta: Opetus ja opiskelu yliopistossa