Kokeelliseen työskentelyyn osallistuminen

Yleistä

Laboratoriotöiden tarkoitus on perehdyttää opiskelija mittausvälineisiin ja -laitteistoihin, esitellä fysikaalisten mittausten ongelmia (kvalitatiivisten ja erityisesti kvantitatiivisten havaintojen tekeminen, mittaustulosten tulkinta eli analyysi, sekä tulosten luotettavuuden arviointi eli virheanalyysi), demonstroida keskeisiä fysikaalisia ilmiöitä ja harjoitella tieteellisten raporttien kirjoittamista.

Tämä teksti esittelee ennen syksyä 2024 järjestetyn fysiikan kokeellisen opetuksen toteutusta ja käytänteitä. Syksystä 2024 alkaen fysiikan perus- ja aineopintojen kokeellisen fysiikan opetus on erotettu omiksi opintojaksoikseen (Kokeellinen fysiikka 1-5). Aiemmin aloitettua aineopintoihin sisältyvää laboratoriotyöskentelyä on mahdollista täydentää lukuvuoden 2024-2025 aikana järjestettävillä osastovuoroilla. 

Laboratoriotöiden liittyminen kursseihin

Perusopinnoissa laboratoriotyöt ovat omina kursseinaan. Sen sijaan aineopinnoissa laboratoriotyöt ja teoriaosa ovat samassa kurssissa. Työt on tarkoituksenmukaisinta tehdä teoriakurssin aikana tai välittömästi sen jälkeen. Tällöin teoriaosuus ja kokeet tukevat parhaiten toisiaan. Mikään ei kiellä tekemästä joitakin laboratoriotöitä jo ennen luentokurssille osallistumista. Kannustan kaikkia fysiikan opiskelijoita tekemään labrat ajallaan. Töiden jättäminen myöhäisempään ajankohtaan ei helpota asiaa, työt on tehtävä joka tapauksessa. On syytä huomata, että laboratoriotöitä sisältävissä kursseissa merkintä kurssin suorituksesta tulee opintorekisteriin vasta, kun kaikki kurssiin kuuluvat osiot on suoritettu, myös laboratoriotyöt. Ennen pitkää kesken jääneet kurssit johtavat myös ongelmiin opintotuen kanssa.

Yksityiskohtaiset tiedot kurssien laboratoriotöistä löytyvät työosaston pääsivulta linkistä "Kurssien työt ja työohjeet"

Arvioitavissa töissä tehdään työohjeen mukainen mittaus ja tehdystä mittauksesta ja työhön liitttyvästä mittaustulosten analyysista laaditaan selostus. Selostus arvioidaan ja selostuksesta saatu pistemäärä vaikuttaa kurssin lopulliseen arvosanaan. Mikäli arvioitavasta työstä saatu pistemäärä ei tyydytä työn tekijää, suorituksen voi uusia tekemällä jonkin muun kurssin työpakettiin kuuluvan työn. Kurssin FYSP1081 arvioitava työ "Nopeuden mittaus tasaisessa liikkeessä" on ryhmätyö. Ryhmätyöhön liittyy kotitehtäviä, jotka kukin tekee itsenäisesti ja kotitehtävät arvostellaan osana kyseisen kurssin suoritusta.  Perusopintojen laboratoriotyökursseissa FYSP1081 ja FYSP1082 (sekä väistyvän järjestelmän kursseissa FYSP102-105 ja FYSP107) arvioitavissa töissä parityöskentely on sallittua. Muissa kursseissa arvioitava työ (kurssista FYSA2001 alkaen) tulee tehdä kokonaan itsenäisesti.

Lapputyöt ovat sellaisia töitä, joiden mittaukset, tulosanalyysi, virhearvio ja kirjallisuusarvoihin vertaaminen, tehdään pääsääntöisesti valmiiksi laboratoriovuoron aikana. "Lappu" viittaa mittauksien tueksi laadittuun valmiiseen kaavakkeeseen. Lapputyöstä ei laadita erillistä selostusta eikä sitä arvioida numerolla, vaan työosastolla oleva assistentti tarkastaa työtä tehtäessä täytetyn kaavakkeen heti mittausten päätyttyä (arvosteluskaala hyväksytty/korjattava). Lapputyö voidaan myös hylätä - pelkkä laboratoriossa määräminuutit vetelehtiminen ei riitä suoritukseksi ! Kaikki lapputyöt saa tehdä joko yksin tai parityönä.

Lapputyöt pyritään saamaan valmiiksi laboratoriovuoron aikana. Käytettävissä on koko 4 tuntia. On ehdottomasti väärää politiikkaa kuvitella selviytyvänsä työstä  kahdessa tunnissa ja varata jotakin muuta päällekkäin laboratorioajan kanssa. Mikäli lapputyötä ei ehditä saattaa loppuun tai assistentti ei ehdi sitä tarkastamaan ja hyväksymään laboratoriovuoron aikana, on sovittava ohjaavan assistentin kanssa työn viimeistelyn aikataulusta. Tavoitteena tulee olla, että työ saatetaan loppuun mahdollisimman pian.

Kurssien FYSA2001 Moderni fysiikka, FYSA2031 Kvanttimekaniikka ja FYSA2041 Statistinen fysiikka lapputyöt ovat muiden kurssien lapputöitä laajempia, sillä näissä työhön liittyvä analyysi tehdään mittausvuoron jälkeen ja mittauskaavake tehtävineen lähetetään työosastolle arvioitavaksi.

Työvuoron varaaminen mittaukselle

Fysiikan työosasto käyttää työvuorojen ajanvaruksissa Kepler-ajanvarausjärjestelmää, johon kirjaudutaan yliopiston käyttäjätunnuksella ja salasanalla. Varausjärjestelmän käytön pitäisi olla hyvin yksinkertaista:

• Kirjaudu sisään yliopiston verkon tunnuksillasi Kepler-ajanvarausjärjestelmään (linkki).
• Järjestelmän pääsivulta löytyy opaste.
• Paritöitä varten voit muodostaa ryhmän varausjärjestelmässä. Tällöin molempien nimet näkyvät varaustiedoissa, ja molemmat saavat varausvahvistuksen. Työpari tekee varattavaan työhön vain yhden varauksen.

Järjestelmä huolehtii automaattisesti siitä, että kuhunkin työhön saa tehdä vain sallitun määrän varauksia (yleensä yhden varauksen/työvuoro), että työssä tarvittava laitteisto on tosiaan vapaa, ja ettei varausten yhteismäärä/työvuoro ylitä ylärajaa (=5). Työpari  tekee yhden varauksen. Huomaa:

• Varauksen tekeminen on mahdollinen silloin, kun varauspäivän ja työntekopäivän väliin jää vähintään yksi päivä. 
• Käyttämättä jäävä työvuoro pitää perua vähintään 2 vrk ennen varattua aikaa.

Työvuororutiinit

Työhön on valmistauduttava huolellisesti, mikä tarkoittaa vähimmillään työohjeen lukemista etukäteen. Työvuorolle tullessa sinulle tulisi olla selvää, mitä mittaat ja millä laitteella mittaat. Erityistä ennakkovalmistelua vaativat ne työt, joissa edellytetään kotona tehtyä valmistautumista (ennakkotehtäviä, mittaussuunnitelma jne.). Jos epäselvyyttä jää työohjeen lukemisen jälkeen, kannattaa käydä osastolla etukäteen katsomassa ja kysymässä. Huomaa että valvovalla assistentilla on oikeus estää työvuorolle pääsy, jos hän arvioi valmistautumisen työhön puutteelliseksi!

• Keväästä 2024 alkaen laboratoriotöiden työohjeet löytyvät fysiikan työosaston Moodle-työtilasta!

Vuorot alkavat tasatunnein ja työaika kutakin työtä kohden on normaalisti 4 tuntia.

Vuoron alussa, ennen työn aloittamista, on ilmoittauduttava valvovalle assistentille, joka kuulustelee työn sisällöstä ja antaa tarvittavat lisäohjeet ja mittavälineet.

Kaikki kytkennät on esitettävä valvovalle assistentille tarkastettavaksi ennen kuin jännite- tai virtalähteet kytketään verkkoon.

Tapaturmista, vahingoista ja vioista on viipymättä ilmoitettava assistentille. Laitevikoja ei saa korjata itse.

Siivoa mittauspaikka kun lopetat mittaukset. Se tarkoittaa, että kellot, mittanauhat, mittarit, johdot, laitteet, jne. laitetaan takaisin sinne mistä ne on otettu eikä niitä jätetä ajelemaan pitkin pöytiä! Omat tarpeelliset muistilippuset ja lappuset kerätään mukaan, tarpeettomat mätetään roskakoriin.

Laadittu mittauspöytäkirja esitetään assistentille puhtaaksikirjoitettuna (ei lyijykynäversioita). Assistentti leimaa ja kuittaa mittauspöytäkirjan sekä muut mahdolliset havaintopaperit, jotka liitetään työselostukseen. Mittauspöytäkirjassa tulee olla mainita kunkin mittalaitteen tarkkudesta. Laitevalmistajien ilmoitukset laitteiden tarkkuuksista löytyvät työosastolta ja eräiden laitteiden osalta myös työosaston Moodle-työtilasta.

Kunkin vuoron ensimmäinen ja viimeinen tunti on varattu ainoastaan vuorolla töitä tekeville. Muut asioinnit ja neuvottelut assistenttien kanssa hoidetaan vuoron kahden keskimmäisen tunnin aikana.

Työselostuksen laatiminen

Arvioitavat työselostukset laaditaan erillisten ohjeiden mukaan. Selostusten arviointiperusteet käyvät lisäohjeeksi siitä, mihin asioihin selostuksessa tulee kiinnittää huomiota.

Kannattaa huomata, että selostusten tasovaatimukset ovat huomattavan korkeat. Hyvästä "standardi-selostuksesta" saa tyypillisesti 9 pistettä (skaalalla 6-12 pistettä). Pistemäärä 12 edellyttää hyvää ennakkovalmistautumista, selvää oma-aloitteisuutta tulosten tulkinnan ja esimerkiksi lähdekirjallisuuden suhteen. Hyvä arvosana edellyttää luonnollisesti myös huolella suoritettuja mittauksia. Selostusten tulee noudattaa tieteellisen raportoinnin yleistä käytäntöä. Mm. raporttien tai niiden osien suora kopiointi ilman viitettä lähteeseen on ehdottomasti kielletty. Vanhan selostuksen kopioiminen on tuomittavaa, vaikka tuohon selostukseen olisi viitattukin. Työselostuksen laadinnassa saa käytää työohjetta apuna, mutta asiat tulee kuitenkin esittää omin sanoin. Työselostus tulee aina kirjoittaa niin kuin työn tekijä itse asian ymmärtää.

Työselostuksen palautus ja tarkastus

Arvioitavaksi tarkoitettu aineopintojen työselostus on palautettava 4 viikon kuluessa mittauksen tekemisestä. Selostukset palautetaan sähköisesti fysiikan oppilaslaboratorion Moodlessa. Jos selostuksen palautus myöhästyy, työstä saatavaa  pistemäärää (maksimi 12) vähennetään aluksi kahdella ja kuuden viikon kuluttua neljällä pisteellä. Pitemmät lomat jatkavat palautusaikaa. 

Palautusajan jatkaminen lasketaan siten, että niitä viikkoja, jotka oppilaslaboratorio on ollut koko viikon suljettuna, ei lasketa kuluneeseen aikaan. Jos siis esimerkiksi oppilaslaboratorio sulkee jouluksi tiistaina viikolla 50 ja avaa taas viikolla 3, "aika pysähtyy" viikoiksi 51, 52, 53 (jos on), 1 ja 2. Keskiviikkona viikolla 48 tehty työ tulee siis palauttaa viimeistään keskiviikkona viikolla 4.

Arvioitavaksi palautetun selostuksen tulee olla kaikin puolin valmis.  Selvästi keskeneräistä selostusta ei oteta tarkastettavaksi, vaan se palautetaan tekijälle/tekijöille täydennettäväksi. Keskeneräisenä palautetusta selostuksesta ei voi enää saada täysiä pisteitä.

Assistentti tarkastaa ja arvioi työselostuksen normaalisti 2 viikon sisällä palautuksesta, mutta viimeistään kuukauden kuluessa palautuksesta. Jos tarkastaja ei ehdi tekemään tarkastusta 2 viikon sisällä, hän ilmoittaa viivästyksestä. Palaute työstä annetaan Moodlessa. Työn arvosanan pohjana oleva pisteytys ilmenee palauteesta, mutta yleensä tärkeintä ja hyödyllisintä on saatava vapaamuotoinen, sanallinen palaute.  Käytännön syistä johtuen yksityiskohtainen  palaute on useimmiten selostuksen marginaaliin kirjoitettuna. Tämän vuoksi kannattaa käydä ladata Moodlesta korjattavaksi palautetut ja hyväksytyt kommentoidut selostukset ja käydä ne huolella läpi.

Vaaditut korjaukset tulee tehdä kerralla. Jos et ymmärrä tarkastajan jotain kommenttia, kysy häneltä (tai joltain muulta työosaston assistentilta) asiasta. Tarkastajaan saa yhteyden ainakin sähköpostitse.

Korjaukset tehdään työselostukseen ja se palautetaan sähköisesti arvosteltavaksi. Aikaa korjausten tekemiseen on 4 viikkoa. Virheet ja puutteet korjauksista vaikuttavat arvosteluun. Kansilehdelle merkitään, milloin korjattu työ on jätetty tarkastettavaksi, kuten "Työ jätetty tarkastettavaksi: 14.1.2021".

Huom. Kolmea kuukautta vanhemmat (mittauspäivästä laskien) hyväksymättömät työt on tehtävä uudestaan.