karkot Uteliaisuus ei ole pahasta.

Digitalisaation historiaa

Tässä blogissa yritän osoittaa, julkaisemalla vanhan vuodelta 1979 kirjoittamani selvityksen, että digitalisaatiossa ei ole kyse kovin uudesta asiasta. Blogin lopussa teen välihuomautuksia tämän päivän ajatusten perusteella.

Tietokoneen jakavat kansan kahtia niihin joiden mielestä ne ovat pelastus ja niihin joiden mielestä ne ovat sivistyksen tuho. Osa opettajia on innostuneita ja näkevät tietokonelaitteet mahdollisuutena ja osa odottaa eläkkeelle pääsyä. Näin siis vähän kärjistäen tuntemuksia.

Varsinainen tarina alkaa vuodesta 1977, jolloin ostin Telmac 1600 -mikrotietokonerakennussarjan. Vuoden 1978 alussa kannoin sen psykologian demonstraatioihin Käyttäytymistieteiden laitoksella Oulun yliopistossa. Olin ohjelmoinut koneelle muutamia illuusiota ja reaktioaika testin. Tämä ensimmäinen parin tunnin kokeilu antoi mielikuvan jostain uudesta ja käyttökelpoisesta.

Kokeilu vakiintui, kun laitokselle ostettiin kaksi ABC80 -mikrotietokonetta vuoden 1978 lopussa. Seuraavana vuonna otettiin kokeiluun mukaan myös OKL:n (Opettajankoulutuslaitoksen) opiskelijoita. Tehtiin opetuskokeita matematiikan opettamisessa.

Osallistuin Micro Electronics in Education, Lontoossa 21.-22.5.1979 järjestettyyn kongressiin. Seuraavassa esittelen yliopistolle toimittamani kertomuksen kongressin 'tieteellisestä' annista. Jotta teksti olisi ymmärrettävää haluan aluksi selventää muutamia käsitteitä. Mikrotietokone käsitteenä oli lähes tuntematon – puhuttiin mikroprosessorista. Mikroelektroniikka viittaa sellaisiin laitteisiin kuin laskimet mikroprosessorit ja esitysvälineet, jossa teknologialla on merkitystä. Suurtietokone tai keskustietokone tarkoittaa useamman jääkaappi-pakastin yhdistelmän kokoista laitteistoa (kapasiteettia tosin ei ollut kovin paljon). Pääte tarkoittaa kuvaputkinäytöllä varustettua näppäimistöä tai paperille kirjoittavaa laitetta. Täytyy vielä todeta, että käsillä oleva selvitys on alunperin kirjoitettu mekaanisella kirjoituskoneella.

Mikroelektroniikka kasvatuksessa (kirjoitettu vuonna 1979)

Mikroelektroniikka on nykyisin tullut yleiseen tietoisuuteen automaation ja sen aiheuttamien työllisyysvaikutusten vuoksi. Se mahdollistaa 'älykkäiden' koneiden rakentamisen halvalla. Keskeisimpänä tuotteena tässä kehityksessä on ollut mikroprosessori, joka vastaa pienessä mittakaavassa tavanmukaisen tietokoneen keskusyksikköä eli sitä osaa, joka suorittaa laskutoimitukset, loogiset vertailut jne.

Mikroelektroniikka ja siihen liittyvät koneiden ja laitteiden ohjausmahdollisuudet eivät sinänsä ole uusia, vaan keskeisintä on ollut hinnan kehitys, mikä on mahdollistanut uusien tuotteiden syntymisen sekä eräiden vanhojen tuotteiden korvaamisen mikroelektroniikan sovelluksilla. Nykyisin mikroelektroniikka on liitetty kiinteästi erilaisiin laitteisiin kotona, koulussa ja työpaikoilla. Parhaimpia esimerkkejä mikroelektroniikan soveltamisesta ovat pienet taskulaskimet, joiden käyttö on yleistynyt parin kolmen viime vuoden aikana.

Mikroelektroniikan suhdetta kasvatukseen ja opetukseen voidaan tarkastella useista eri näkökulmista. Peruslähtökohtana on pidettävä tulevaisuuden yhteiskuntaa ja niitä tehtäviä, joita ihmiset silloin joutuvat toteuttamaan. Tulevaisuuden maailma perustuu suurelta osin teknisten laitteiden lisääntyvään käyttöön ja samalla mikroelektroniikka, joka ohjaa laitteita lisääntyy. Tämänäkökulma näyttää antavan opetustyölle uuden tehtävän: on annettava oppilaille valmiuksia selviytyä yhä teknistyvässä yhteiskunnassa.

Mikroelektroniikan ja kasvatuksen välistä suhdetta voidaan tarkastella myös opetuksen tehostamisen näkökulmasta. Suhteellisen halpoja mikrotietokoneita voidaan käyttää opetuksen apuna.

Näiden näkökulmien lisäksi on vielä kolmas näkökulma ja se liittyy laajempaan koko koululaitosta koskevaan tarkasteluun. Koulutusjärjestelmän merkitys painottuu entisestään, koska yksinkertaiset mekaaniset työt korvautuvat itseään ohjaavilla koneilla, automaateilla. Ihmisten tehtäväksi tulevat työt ovat keskimäärin monimutkaisempia kuin mitä työt ovat nykypäivän yhteiskunnassa.

Micro Elektronics in Education -kongressissa keskustelun lähtökohtana oli ajatus: miten nuoria voidaan valmistaa yhteiskunnan muutoksiin ja miten kasvatuksessa ja koulutuksessa pitäisi suhtautua uuteen teknologiaan ja sen sovellusmahdollisuuksiin. Tämän lisäksi keskusteltiin siitä, miten eri maissa hyödynnetään mikroelektroniikkaa tämän hetken koulutuksessa. Esitelmissä tuli esille mm. Englannin, Saksan liittotasavallan, Hollannin ja USA:n tilanne mikroelektroniikan soveltamisesta koulukäyttöön. Näiden keskustelukohteiden lisäksi oli esitelmiä, jotka käsittelivät mikroprosessoritekniikkaa ja koulukäyttöön sopivia ohjelmistoja sekä niitä ongelmia, joita esiintyy sitä sovellettaessa.

Miksi mikroprosessoreiden pitäisi tulla kouluihin?

Yhteiskunnan muuttuminen maatalousyhteiskunnasta teollisuusyhteiskunnaksi tapahtui Englannissa 1800-luvun alkupuoliskolla. Tämän muutoksen seurauksena tarvittiin teollisuustyöväestöä, joka

osasi käyttää koneita. Tätä kehitysvaihetta en nimitetty ’teolliseksi va1lankumoukseksi'. On ilmeistä, että mikroelektroniikan kehitys tulee aiheuttamaan muutoksia yhteiskunnassa, koska mikroprosessorit mahdollistavat huokeiden automaattisten ohjausjärjestelmien kehittämisen, mikä vähentää työvoimaa teollisuudessa. Tätä kehitysprosessia on alettu nimittämään ’toiseksi teolliseksi vallankumoukseksi’. Yhteiskunnallisten muutosten suuruutta ja nopeutta ei voida tarkasti ennustaa ja tämä herättää ihmisissä pelkoa. Tulevaisuuden yhteiskunnassa yhä useammat ihmiset joutuvat käyttämään monimutkaisia teknisiä laitteita ja tietokoneita.

Charles Sweeten hahmotteli esitelmässään tietokone- ja prosessorikoulutuksen kasvatusperiaatteita seuraavasti:

1. Kaikkien oppilaiden pitäisi tietää, mikä on tietokone tai mikroprosessori ja miten se toimii.

2. Kaikkien oppilaiden pitäisi tietää, mikä on ohjelma ja miksi sitä käytetään.

3. Kaikkien oppilaiden pitäisi tietää, milloin kannattaa käyttää tietokonetta tai mikroprosessoria ja milloin niiden käyttö on tarpeetonta.

4. Kaikkien oppilaiden pitäisi tietää, kuinka tietoja käsitellään kaupan ja hallinnon aloilla, kuinka voidaan simuloida ilmiöitä ja suunnitella malleja sekä tuntea älykkäät ohjausjärjestelmät.

5. Kaikkien oppilaiden pitäisi tietää, dokumenttien laatimisen tarve kaikissa ongelmanratkaisun vaiheissa.

6. Joillakin oppilailla pitäisi olla mahdollisuus tutkia tarkemmin tietokoneiden ja prosessorien teoriaa ja sovellusten yksityiskohtia.

Edellä esitetyt tähtäävät siihen, että oppilas pystyisi ymmärtämään kehittyvää mikroprosessori ja tietokonetekniikkaa sekä selviytymään uuden teknologian vaatimuksista.

Toinen yhtä tärkeä syy sille, että mikroprosessorit tulevat kouluihin on opetukseen liittyvä. Niitä voidaan käyttää opetuksen apuvälineinä ja ne ovat rinnastettavissa tavanmukaisiin audiovisuaalisiin opetusvälineisiin, kuten kuvanauhoittimiin ja kielistudioiden laitteisiin. Osa vanhantyyppisistä opetusmateriaaleista voidaankin muuttaa mikroprosessorien avulla toteutettaviksi. Tämän lisäksi voidaan tuottaa myös aivan uudentyyppistä opetusmateriaalia.

Mikroprosessorien käytön lisäämiselle kouluopetuksessa on esitetty useita syitä; seuraavassa J.A. Easleyn argumentteja:

1. Elektroniset ilmiöt sinänsä motivoivat oppilaita.

2. Tietokoneen hallinta lisää oppilaiden itseluottamusta.

3. Tietokoneen käyttäminen antaa oppilaalle mahdollisuuksia myönteisiin kokemuksiin ongelmien ratkaisussa.

4. Elektronisia laitteita pidetään usein mystisinä, mikä estää niiden käytön – käyttö opetuksessa vapauttaa oppilaan tästä ongelmasta.

5. Taloudelliset syyt.

Edellä esitettyjen lisäksi voidaan hahmottaa kaksi lisäargumenttia.

1. Mikroprosessoripohjaiset järjestelmät mahdollistavat joustavan opetuksen eriyttämisen.

2. Mikroprosessorit auttavat opettamaan niitä oppilaita, joilla on oppimisvaikeuksia.

Mikroprosessorien ja tietokoneiden käyttö kouluissa

Mikroprosessorien ja tietokoneiden käyttö kouluissa ei rajoitu pelkästään tietokoneopetukseen tai tietokoneiden hyväksikäyttöön matemaattisten tehtävien ratkaisemisessa. Niitä voidaan käyttää

apuna lähes kaikkien kouluaineiden opetuksessa. Seuraavassa muutamia esimerkkejä: maantieteessä mikroprosessorin tai tietokoneen avulla voidaan demonstroida pinnanmuodostusta piirtämällä kolmiulotteisia kuvioita. Musiikin opetuksessa sitä voidaan käyttää esimerkiksi elektronisen musiikin tuottamiseen. Kuvaamataiteeseen voidaan löytää sovellus ns. tietokonetaiteesta. Kielten opetuksessa mikroprosessoria voidaan käyttää yhdessä nauhurin kanssa opettamaan sanoja ja oikeaa ääntämistä. Tällaisessa sovelluksessa mikroprosessori tuottaa materiaalin ja tekstin. Alkuopetuksessa mikroprosessori voi toimia tavaamaan oppimisen apuvälineenä. Yhteisenä piirteenä edellä esitetyille mikroprosessorin sovelluksille on se, että ne voidaan toteuttaa leikin ja pelin omaisesti, mikä lisää oppimismotivaatiota.

Koulukäyttö asettaa mikroprosessorille ja tietokoneille aivan uusia vaatimuksia. Seuraavassa John Mannin esittämät vaatimukset, jotka koulukäyttöön tarkoitetun tietokoneen tulisi täyttää.

1. Tietokoneen täytyy olla luetettavaa, helposti käyttöön saatavissa ja helppo käyttää.

2. Laitteita (päätteitä tai mikroprosessoreja) täytyy olla riittävästi.

3. Täytyy olla hyvä ohjelmakirjasto, joka liittyy oppikurssien käyttöön.

4. Käyttöön täytyy olla varattuna riittävästi rahaa.

5. Ohjelmia ja muuta apua täytyy alla riittävästi saatavissa.

Verrattaessa mikroprosessoripohjaisia mikrotietokonejärjestelmiä vanhoihin suuriin tietokonejärjestelmiin, joihin on liitettynä useita päätteitä havaitaan, että mikroprosessorit ovat hinnaltaan päätteitä halvempia ja riippumattomampia käytöltään. Usein myös mikroprosessorijärjestelmät ovat huomattavasti yksinkertaisempia ja helpommin käytettäviä kuin päätteiden kautta käytettävät suuret tietokoneet. Kehitettäessä koulukäyttöön soveltuvia mikroprosessorijärjestelmiä tai tietokonejärjestelmiä, keskeisellä sijalla järjestelmien kehittämisessä on juuri käytettävyyden parantaminen. Mikroprosessorien ja tietokoneiden käyttö opetuksen apuna asettaa opettajalle uusia vaatimuksia. Siksi tarvitaan opettajien täydennyskoulutusta.

Miten mikroprosessorit vaikuttavat opettajan työhön

Mikroprosessorien ja tietokoneiden käyttö opetuksen apuna asettaa opettajille uusia tiedollisia ja taidollisia vaatimuksia. Opettajien täytyy hallita mikrotietokoneiden tai tietokonepäätteiden

käyttö. Opettajankoulutuksen kannalta asiaa tarkasteltaessa voidaan todeta, että mikroprosessorikoulutuksen tarve on valkeasti ennakoitavissa. Tähän vaikuttaa ensinnäkin se, että tekniikka kehittyy nopeasti ja sovelluksien ennakointi jopa parin kolmen vuoden tähtäimellä on vaikeaa. Siksi opettajille pitäisi pyrkiä antamaan perustiedot, joiden pohjalta he voisivat lisätä omaa ammattitaitoaan myös uuden teknologian sovellusten parissa. Toinen opettajien koulutukseen vaikuttava tekijä on yhteiskunnallinen päätöksenteko - missä määrin koululaitoksessa aiotaan hyödyntää mikroelektroniikan sovelluksia. Uuden teknologian tulo kouluihin lisää entisestään opettajien täydennyskoulutustarvetta. Englannissa opettajien täydennyskoulutusta on toteutettu erilaisten mikrotietokonekurssien, kerhomuotoisten työryhmien ja kirjallisen materiaalin avu1la.

Vuoden 2016 välihuomautuksia

Minun vuoden 2016 tulkintani mukaan Micro Elektronics in Education -kongressin anti on kolmenlaista: ensinnäkin mitä jokaisen oppilaan tulisi osata pärjätäkseen teknistyvässä yhteiskunnassa, toiseksi nousee motivaatio - miten oppilaat oppivat paremmin ja kolmanneksi millaisia laitteita kouluihin pitäisi saada. Tässä kirjoituksessa mainitut asiat ovat kestäneet hyvin aikaa. Se, mitä jokaisen oppilaan osata, on lisääntynyt muutamalla asialla joista tärkein on internet. Sen myötä tarkastelun kohteeksi ovat tulleet tietoturva, käyttäytyminen internetissä, eettiset kysymykset, asiointi palveluissa ja lohkoketjut esimerkiksi Bitcoin.

Vallassa olevan hallituksen yksi kärkihanke on digitalisaatio. Mielenkiintoinen kysymys on: Mitä digitalisaatio merkitsee koulussa? Oikeastaan ollaan samankaltaisessa tilanteessa kuin vuonna 1979. Laitevalmistajat ja ohjelmien kehittäjät näkevät tilaisuuden myydä laitteistoja ja ohjelmistoja omasta ansaintalogiikastansa lähtien.

Monet kaupungit ovat teettäneet selvityksiä koulujen digitalisaation tilasta puhelinoperaattoreilla ja ohjelmistotaloilla. En epäile näiden yritysten kykyä tehdä kartoituksia, mutta epäilen kykyä tarkastella digitalisaation ilmiöitä oppilaan oppimisen ja didaktiikan kannalta. Monissa yliopistoissa on kasvatusalan tutkimusyksiköitä ja minusta ne olisivat oikeita organisaatioita tekemään digitalisaatioselvityksiä. Minun näkemykseni mukaan niillä olisi paremmat mahdollisuudet paneutua digitalisaation vaikutuksiin, jotka palvelisivat oppilaita ja yhteiskuntaa.

Digitalisaatiossa koulussa täytyy erottaa kolme lähestymistapaa: työvälineet, opiskeltavat asiat ja oppiminen. Työvälineitä voi käyttää nettiin menemiseen, tekstin kirjoittamiseen, kirjojen lukemiseen, tehtävien tekemiseen, ylioppilaskirjoituksiin yms. Opiskeluvälineillä tarkoitan digitalisaation osa-aluita jotka ovat itsessään opiskelun kohteita. Tällaisia voivat olla tietokoneet ja niiden rakenne, mikrokontrollerit, robotit, automaatio tms. Oppiminen rakentuu projekteista, ilmiöiden hallinnasta, ajattelutapojen muutoksesta jne. Digitalisaatio on mitä suuremmassa määrin tapa ajatella.

Teknologia on vahva kehitystä eteenpäin vievä voima. Uudet teknologiset keksinnöt mahdollistavat uusia sovelluksia ja tästä seuraa helposti harha, että laitteet sinänsä tekevät tulevaisuuden. Kuitenkin ensisijaista on miettiä niitä tarpeita, joita koulussa tai yhteiskunnassa ilmenee. Teknologiset välineet ovat vain osa ratkaisua.

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

0Suosittele

Kukaan ei vielä ole suositellut tätä kirjoitusta.

NäytäPiilota kommentit (7 kommenttia)

Käyttäjän karkot kuva
Kari Kotiranta

Luin jonkun koulun ITK-raporttia kevään Hämeenlinnan kongressista. Koulussa oli käytetty kaikkia mahdollisia välineitä: oppimisalustoja, robotteja 3D tulostimia jne. En löytänyt kuitenkaan syytä, miksi näitä erilaisia ohjelmistoja ja laitteistoja käytettin ja mikä oli lisäarvo oppilaiden kannalta. Kokeilusta on varmaan ollut hyötyä mutta digitalisaatio ei ole itseisarvo, vaan väline - osa ratkaisua.

Käyttäjän grohn kuva
Lauri Gröhn

Samaa mieltä historiasta:

http://grohn.puheenvuoro.uusisuomi.fi/214583-suomen-digitalisoinnin-historia-1995–2015#comment-3367582

Murros oli 35 vuotta sitten:

http://grohn.vapaavuoro.uusisuomi.fi/kulttuuri/211...

Käyttäjän HannuValtonen kuva
Hannu Valtonen

Pioneerit tekevät omaa pioneerin työtään. Toteuttavat omaa visiotaan, tai tekevät tehtäväänsä ostettuna, tai käskytettynä.

Digitalisaatio on politiikkojen pöydälle nostama apusana, jonka merkitystä eivät itsekään ole kykeneviä avaamaan. Unilukkareina politiikot ovat kuitenkin onnistuneet herättelemään niitä, jotka eivät ole olleet valaistuneita tekniikan merkityksestä yhteiskunnallisissa ja teollisissa toiminnoissa.

Vieläkin sana "robotti" avaa sielunmaisemaan ihmistä muistuttavan olion, jolla on pää, kädet, jalat ja jopa aivot. Se häärää, liikkuu ympäriinsä ja päästää kaijuttimesta pilapuheita. Itse asiassa robotiikka on vai pienin osin tätä ja valtaosaa robotiikasta on käytetty teollisuudessa jo vuosikymmeniä. Sopii påistäytyä vaikka Ämpärporin (= Uusikaupunki) autotehtaalla miten digitalisaatio ja robotiikka painelee konttorista lattiatasolle. Saattaa valaista asiaa.

Käyttäjän karkot kuva
Kari Kotiranta

Oikeastaan olen vähän huolestunut, termi digitalisaatio ja erityisesti koulussa ei oikein tarkoita mitään. Se, että tuodaan ohjelmointi kouluun ei paikkaa aukkoa yleisessä ymmärryksessä - kuvitellaan, että kun osaa kayttää tablettia on mukana digitalisaatiossa. Itse asiassa onkin, mutta käytännössä ei välttämättä osaa minkäänlaista tietokonetaitoa - osaa lukea esim kirjaa tabletilta.

Minusta tarvittaisiin välineitä esim Arduino tai Raspberry, joiden kautta saisi näkemyksen tietotekniikan sovelluksista. Jo ensimmäisissä peruskoulun tietotekniikan opetussuunnitelmissa 1985 oli robotiikkalle ja autoomaatiolle varattu kurssi. Voi olla, että kovinkaan moni koulu ei sitä ole järjestänyt.

Käyttäjän HannuValtonen kuva
Hannu Valtonen

Tabletit ovat hyviä siinä "Pelko pois" toimessa, niin opettajille, kuin oppilaillekin. Koodauksen tuonti kouiluihin toivottavasti opettaa ohjelmoinnista sen, ettei ohjelmointi ole arvailua ja veikkausta, vaan ikitarkkojen sääntöjen noudattamista.

Vaikka mitä apuvempoimia tuot kouluun, niin ei kaikista opåpilaista saa millää konstilla digihemmoa. Eikä sitä paitsi tarviikkaan.

Käyttäjän grohn kuva
Lauri Gröhn

Tableteilla kirjoittaminen on surkeaa.

Käyttäjän HannuValtonen kuva
Hannu Valtonen

Saattaapi olla. En ole edes koemielssä sekaantunut.

Kirjoittajan suosituimmat Puheenvuoro-palvelussa