Browsing by Author "Rajala, Tapio"

Molekyylimallien kehittäminen kolmiulotteisen tulostuksen (3D-tulostus) avulla sisältää vaiheita, jotka vaativat tietotekniikan, tulostimen ja fyysisten kappaleiden viimeistelyn hallintaa. Lisäksi prosessi edellyttää ymmärrystä molekyylimallinnuksesta sekä molekyylien ominaisuuksista. Tässä tutkimuksessa perehdytään asioihin, joita tulee ottaa huomioon laadukkaiden fyysisten molekyylimallien kehittämisprosessissa. Kolmiulotteinen tulostus tekniikkana mahdollistaa uudenlaisten pedagogisten tuotteiden kehittämisen, mutta sisältää myös rajoitteita. Tässä tutkimuksessa selvitetään myös oppimateriaalin tuottamiseen liittyviä mahdollisuuksia ja haasteita. Pedagogisen tuotteen käytännön soveltamisen selvittämiseksi toteutettiin empiirinen testi, jossa arvioitiin kehitettyjen molekyylimallien hyödyntämistapoja ja laatua optisen isomerian tehtävissä. Optinen isomeria valittiin kontekstiksi, koska arvioitiin, että laadukkailla ja tarkoilla kolmiulotteisesti tulostetuilla molekyylimalleilla voisi olla käytännön hyötyä aiheen opiskelussa. Tätä kehittämistutkimusta ohjasivat seuraavat tutkimuskysymykset: • Millaisia asioita tulee ottaa huomioon tarkkojen ja laadukkaiden molekyylimallien 3D-tulostusprosessissa? • Millaisia mahdollisuuksia ja haasteita 3D-tulostettujen molekyylien opetuskäyttöön liittyy? o Mitkä ovat tulostamisen ajalliset ja taloudelliset kustannukset? o Millaiseksi oppilaat arvioivat molekyylimallien laadun? • Miten oppilaat hyödyntävät fyysisiä molekyylimalleja stereoisomerian tehtävissä? Tämä tutkimus toteutettiin kehittämistutkimuksena, koska tutkimusmenetelmä mahdollistaa käytännönläheisen lähestymisen optisen isomerian opetukseen siten, että sillä voidaan luoda käyttöönotettavia oppimateriaaleja todelliseen tarpeeseen. Tutkimuksessa selvisi, että 3D-tulostuksen avulla voidaan luoda kustannuksiltaan kohtuullisia, toimivia ja visuaalisia molekyylimalleja optisen isomerian opetukseen. Kehitettyjä molekyylimalleja hyödynnettiin optisen isomerian oppimistehtävissä monipuolisesti, kunhan tehtävänanto oli suunniteltu siten, että niiden käyttö oli tarpeellista. Tässä tutkimuksessa käytetty menetelmä fyysisten molekyylimallien tuottamiseksi osoittautui kuitenkin työlääksi ja aikaa vieväksi, joten jäi perusteltu epäily käytännön soveltuvuudesta opetustyöhön. Myös SLA-tulostustekniikalle, jota tutkimuksessa käytettiin, löytyy parempia vaihtoehtoja turvallisuusnäkökulmasta. Oppimateriaalin kehitysprosessista selvisi erityisesti se, että 3D-tulostettujen sovellusten kehittäminen voi olla aikaa vievä prosessi ja sisältää useita, pieniä kehittämissyklejä, joihin löydetään ratkaisu yritys-erehdys-menetelmällä kokeillen.