Opetusmenetelmät opetuksen monipuolistajana

Simulaatio

Simuloinnilla kuvataan tai jäljitellään jotain tosielämän tapahtumaa tai toimintoa, jonka tekemiselle tai tutkimiselle oikeissa olosuhteissa, ympäristössä tai oikein välinein on jokin este. Esteenä saattaa olla toiminnon tai ilmiön kalleus, harvinaisuus, vaarallisuus, vaikeus, eettiset syyt tai se että ilmiö tapahtuu hyvin hitaasti tai nopeasti. (Virtanen & Valli 1997.)

Simulointi voidaan tehdä käyttäen apuna simulaattoreita tai simulointiohjelmia tai muulla tavalla simuloiden oikeaa tilannetta tai ilmiötä.

Esim. tekniikan ja liikenteen alalla simulaattoreilla korvataan yleensä kallis tai vaarallinen työ tai simuloidaan esim. koneen, järjestelmän, tuotantolaitoksen, jne. toimintaa. Oppija voi näin turvallisesti ja edullisesti harjoitella oikeaa työvaihetta oikean kaltaisella työvälineellä. Vastaavia simulaattoreita ovat esim. terveydenhoitoalalla ja kauneudenhoitoalalla käytetyt ihmistä simuloivat nuket, tietokoneohjelmat jne., joilla voidaan turvallisesti harjoitella toimenpiteitä, joita ei voi oikeasti tehdä elävään ihmiseen vaarantamatta hänen terveyttään.

Simuloitaessa jotain ilmiötä tai toimintoa käyttäjällä on mahdollisuus vaikuttaa tapahtumaan jollakin tavalla. Eli hän antaa simulaattorille ohjainlaitteilla tai vastaavilla herätteen ja simulaattori reagoi siihen antaen käyttäjälle oikeaa tilannetta vasteen. Käyttäjä voi siten nähdä mitä hänen valintansa vaikuttivat tapahtuman kulkuun ja lopputulokseen. (Virtanen & Valli 1997.)

Simulointi sopii erityisen hyvin juuri vaarallisten, kalliiden tai hitaiden prosessien havainnollistamiseen ja työvaiheiden oppimiseen tekemällä oppien. Vaikka nykyinen tietotekniikka ja AV-tekniikka mahdollistavat hyvinkin realistiset simulaattorit, ne eivät täysin korvaa oikeaa käytännön tilannetta, tapahtumaa tai ilmiötä. Simulaatiolla ei voi täysin korvata oikean työvaiheen tekemisen oppimista, jos tavoitteena on oikeasti oppia tekemään. Simulaattorilla voidaan harjoitella ja demonstroida mm. virhetilanteita turvallisesti. Vaarana kuitenkin on, että oppijalle jää väärä mielikuva virhetilanteiden ”turvallisuudesta”.

Simulointi on tekemällä oppimista silloin, kun oppija itse käyttää simulaattoria tai muulla tavalla simuloi asiaa. Tällainen simulointi sopii erityisesti kinesteettisille oppijoille. Mikäli simulointia käytetään vain demonstrointiin, kyse on havainnollistamisesta. Tällöin se sopii parhaiten visuaalisille oppijoille. Simulaatio sopii myös etä- ja verkko-opetukseen silloin, kun simulaatio-ohjelma on käytettävissä Internetissä tai ohjelma voidaan jakaa verkon kautta vapaasti oppijoille rikkomatta tekijänoikeuksia.

Resurssit

Simulointia varten on käytössä erilaisia simulaattoreita. Ne voivat olla oikean työkalulle tai välineelle tehtyjä, jolloin työn kohde simuloidaan. Esim. ajosimullaatori, jossa simulaattoria käytetään oikean ajoneuvon hallintalaitteita, mutta liikennetilanne tai työtilannetta katsotaan ja kuunnellaan videotykin tai muun näytön kuvasta. Simulaattori voi olla myös pelkästään tietokoneohjelma tai Internetissä esim. Java tai Flash-tekniikalla toteutettu ohjelma tai oppimisaihio, jolloin sitä hallitaan tietokoneen näppäimistöllä ja hiirellä tai sitä varten rakennutellulla erikoisohjaimella.

Simulointi voidaan tehdä myös ilman erikoisvälineistöä esim. matemaattisesti tai loogisesti laskemalla tai päättelemällä tai draaman keinoin.

Kuvaus menetelmästä

Simulointia voidaan käyttää opetuksessa ja oppimisessa monella eri tavalla. Tekemällä oppiessa on tärkeää, että oppija pääsee itse simuloimaan, ettei simulaattoria tai simulaatiota käytä vain opettaja havaintovälineenä. Oppijan itse simulaattoria tai simulaatiota käyttäessään tulee se tuntuma, mitä tapahtuu, kun jotain konkreettista tekee. Esim. kun kääntää ajoneuvosimulaattorin ohjauspyörää, niin ajoneuvon kulkusuunta muuttuu, mikäli ajoneuvo on liikkeessä. Paikallaan ollessa vain pyörät kääntyvät. Eli eri tilanteissa oppijan tekemät ohjaustoimenpiteet eli herätteet aikaansaavat erilaisen vasteen.

Simulointi on tarkoituksenmukaista toteuttaa tavoitteellisena harjoitustehtävänä, jolloin sen tehtävänannossa, toteuttamisessa menetellään, kuten missä tahansa harjoitustehtävässä. Jos oppijoiden annetaan tavoitteettomasti leikkiä simulaattorilla, se voi merkitä, ettei opita oikeita työtapoja eikä välttämättä savuteta oppimistavoitteita. Esim. ajosimulaattorissa harjoituksen tavoitteena voi olla tietyn ajoreitin ajaminen virheettömästi. Ajoa harjoitellaan simulaattorilla niin kauan, että se onnistuu virheettömästi.

Simulaatio voidaan myös antaa kotitehtäväksi tai etä- ja verkko-opetuksen harjoitustehtäväksi, mikäli simulaattori tai simulaatio-ohjelma on käytettävissä kotona esim. Internetin kautta.

Simulointi voidaan toteuttaa myös draaman keinoin. Tällöin tosielämän tilannetta ja vuorovaikutustilanteita simuloidaan näytellen. Esim. ensiapukoulutuksessa simuloidaan onnettomuustilannetta, jossa oppijat ovat yleensä auttajien asemassa. Oppijoilla on tällöin tietty rooli ja sitä johtaa opettaja tarkkojen autoritäärisin sääntöjen mukaan. Simuloinnissa oppija pysyy myös yleensä samassa roolissa koko simulaation ajan. Toiminta tapahtuu siis ikään kuin kaikki olisi totta, vaikka jokainen tietää, ettei tilanne ole tosi. (Vuorinen 2001, 187.) Tässä muodossa simulointi on lähellä sosiodraamaa tai tapausharjoittelua (case).

Lähteet ja lisätietoa

Virtanen, L. & Valli, T. 1997. IPOPP-seminaari: Simulointi ja WWW. Tampereen yliopisto 1997.
Viitattu 28.11.2005 http://www.cs.uta.fi/ipopp/www/ipopp97/valli-virtanen/

Vuorinen Ilpo, 2001. Tuhat tapaa opettaa. Vammala. Vammalan Kirjapaino Oy.

Esimerkkejä

Esimerkkejä www-sivuille Internettiin toteutetuista simulaatioista tai vapaasti saatavilla olevista simulaatio-ohjelmista:

Haiko Timo. Elektroiniikan virtuaalilaboratoorio EVLAB. Opetushallitus.
Sivuilta on vapaasti opetuskäyttöön ladattavissa sähkötekniikan ja elektroniikan simulaatio-ohjelma Micro-Cap sekä valmiita piirikaaviosimulaatioita.
Viitattu 14.4.2006 http://www.pogosta.com/evlab/

Steve Murtha 1997, Simulation Tools. Java-tekniikalla toteutettu automaatiotekniikkaa simuloiva säiliöjärjestelmä:
Viitattu 14.4.2006 http://www.simtools.com/levelFrames.html

Krankkala Pertti ja Lehtikangas Jari. Talotekniikan opiskelusivusto. Talotekniikan verkko-oppimateriaalia. Opetushallitus.
Sisältää mm. simulaation lämmitysjärjestelmän vesivirtojen säätämisen vaikutuksesta.
Viitattu 14.4.2006 http://www.edu.fi/oppimateriaalit/lvi/aihio1/index.htm, Tehtävä / Tehtävät 4.