Matematiikkalinjan opetus


Matematiikka

Matemaattisen osaamisen perusteet hankitaan nopeasti, perusteellisesti ja pitäen huolta matematiikan rakenteen, menetelmien, sovellusten ja traditioiden osaamisen kehittymisestä. Tavoitteena on hankkia yliopistomatematiikan kurssien ja fysiikan järkevän opiskelemisen edellyttämät valmiudet ensimmäisen vuoden lokakuun alkuun mennessä. Tämä tarkoittaa lähes koko lukion pitkän matematiikan sisältöjä tarpeen mukaan laajennettuna ja syvennettynä. 

Perusmatematiikan opetuksessa on tavoitteena, että nopeat pääsevät etenemään mahdollisimman hyvin omien kykyjensä mukaan. Uusintakokeet ja kertausjaksot mahdollistavat kuitenkin kaikille opiskelijoille erinomaiset oppimistulokset.

Yliopistomatematiikkaa on mahdollisuus opiskella jopa yli 20 opintopistettä. Tampereen teknillisen yliopiston "Laaja matematiikka" ja Tampereen yliopiston opetussuunnitelman mukaan opiskeltavat "Diskreetti matematiikka" ja "Johdatus analyysin teoriaan" ovat olleet tyypillisimmin suoritettuja kursseja. Laaja matematiikka on suoritettu TTY:n normaaleissa tenttitilaisuuksissa ja Tampereen yliopiston kurssit yksityisinä kuulusteluina.

Matematiikkalinjan opiskelijat voivat halutessaan osallistua myös Päivölässä järjestettäviin matemaattisiin valmennusviikonloppuihin. Suomen matemaattisen yhdistyksen Valmennusjaoston matematiikka­kilpailuvalmennus koostuu valmennusviikonlopuista Päivölässä, joihin voi osallistua kuka hyvänsä. Valmennusviikonloppuja järjestetään syys- ja kevät­lukukausien aikana kolme. Viikonloppujen ohjelmassa on opetusta kilpailu­matematiikan eri osa-alueiden aloilta, tehtävänratkaisua ja pieniä harjoituskokeita. (www.matematiikkakilpailut.fi)


Ohjelmointi

Ohjelmoinnin ja tietotekniikan perusteiden opiskelu aloitetaan jo matematiikkalinjan kesälukukaudella ja matematiikkalinjalla tuetaan esimerkiksi yliopistojen MOOC opintoja tehokkaasti.

Kesälukukauden ohjelmaan kuuluu ohjelmoinnin ja tietotekniikan perusteiden oppiminen. Ohjelmoinnin opettajina toimivat mm. alan ammattilaisiksi päätyneet matematiikkalinjalta valmistuneet oppilaat. Ohjelmoinnin lähtötasolle on erityisen tyypillistä suuri vaihtelu. Ohjelmointikurssin osanottajat jaetaankin kolmeen tasoryhmään: A. aloittelijat, B. tietokonetta muuhun kuin ohjelmointiin paljon käyttäneet, mutta ohjelmoinnissa varsin kokemattomat ja C. ohjelmoinnin harrastajat.

Tärkeä tapa oppia tietotekniikkaa on vertaistuki. Opiskelijoilla, erityisesti vanhemmalla vuosikurssilla on paljon osaamista, joka siirtyy myös opiskelijatovereille. Työharjoittelun merkitys tietoteknisen osaamisen kehittymisessä on ratkaiseva.


Fysiikka ja kemia

Opetusohjelmaan kuuluvat sekä fysiikan että kemian laajat opinnot. Opiskelijoiden matemaattis-suuntautuneisuus antaa myös mahdollisuuden lukio-opintoja laajempaan ilmiöiden ja teorioiden käsittelyyn. Opinnot antavat hyvän pohjan alan jatko-opintoihin. Mittalaitteita on saatavilla jonkin verran, ja ne ovat opiskelijoiden käytössä myös vapaa-aikana.


Tutkimustyö

Tutkimuksen tekeminen on hauskempaa, kun on tavoitteita. Kyky tehdä itsenäisesti tutkimusta ja raportoida ja esittää se on erittäin hyödyllinen jatko-opinnoissa ja työelämässä. Tutkielmilla osallistutaan myös kilpailuihin ja joskus konferensseihin tai kansainvälisiin työpajoihin. Tutkimusten ja kehitysprojektien aihepiirit ovat vaihdelleet matematiikasta ja tietokonepelin tekemisestä erilaisten fysiikan aiheitten kautta pöllön saalistamisen mallintamiseen ja erilaisiin opetukseen liittyviin aiheisiin. Yksipuolisuudesta niitä ei ole voinut syyttää.

Vuoden 2019 Tutki, kokeile, kehitä -kilpailussa Olli Järviniemen työ ”Polynomien yhteiset alkutekijät” sijoittui jaetulle ensimmäiselle sijalle. Lisäksi Olli valittiin edustamaan Suomea European Union Contest for Young Scientists -kilpailuun Sofiaan.  Jaakko Takalan ja Vihtori Sovan työ” Mobiilinäppäimistö kahdelle sormelle” edusti Suomea Intel International Science and Engineering Fair -kilpailussa Arizonan Phoenixissa.

Vuoden 2018 Tutki, kokeile, kehitä -kilpailussa Olli Järviniemen työ ”Hutunkeitto kahden pelaajan äärellisenä pelinä” valittiin Suomen toiseksi edustajaksi kansainväliseen Intel International Science and Engineering Fair -kilpailuun Pittsburghiin.

Vuoden 2017 Tutki, kokeile, kehitä -kilpailussa Kasper Kivimäen työ ”Tandemsakkiohjelman käyttöliittymä” ja Max Mecklinin ja Joel Jäkön työ ”Salaus päivittäisessä elämässä” palkittiin tunnustuspalkinnoilla. Lisäksi Max ja Joel pääsivät edustamaan Suomea Intel International Science and Engineering Fair -kilpailuun Los Angelesiin. Lisätietoa löytyy www.tukoke.fi

Lukuvuodesta 2013–2014 olemme osallistuneet kansainväliseen mallinnusprojektiin ilmastonmuutoksen vaikutuksesta humanitaariseen apuun (Humanitarian Assistance and Global Warming).  Oppilaat kehittivät HAGW-projektiin liittyen kymmenen mallia, jotka julkaistiin Scythe -julkaisussa. (http://download.meyercraft.net/Scythe15-IWW27-V2o.pdf). Kyseisessä kokoomajulkaisussa matematiikkalinjalaisten jutut ovat ryhmien 3A – 3J kohdalla (Team 3A – 3J ). Näiden mallien kehittely jatkui ja jatkokehityksen tuloksia voi seurata uudemmista Scythe-julkaisuista (http://download.meyercraft.net/Scythe16-IDFW28-V2.pdf ja http://download.meyercraft.net/Scythe17-IDFW29-Full-Good.pdf).


Muita opintoja

Lisäksi meillä osallistutaan lukion matematiikka-, fysiikka- ja kemiakilpailuihin sekä Datatähteen. Niistä on päästy myös kansainvälisiin kilpailuihin. 

Helmikuun alkupäivinä tusinan verran ihmisiä sulkeutuu muutamaksi vuorokaudeksi kolmen hengen ryhminä huoneisiin ja keskustelee muiden kanssa korkeintaan säästä tai saunan kellonajasta. Kyseessä on amerikkalainen yliopisto-opiskelijoille tarkoitettu mallinnuskilpailu MCM (Mathematical Contest in Modelling) ja ICM (Interdisciplinary Contest in Modelling). Aikaa on noin kolme vuorokautta mallintaa ja raportoida annettu ongelma (englanniksi). Kaikkea kirjallista materiaalia (myös Internetissä julkaistua) saa käyttää, mutta keneltäkään ryhmään kuulumattomalta ei saa kysyä mitään. Parhaimmillaan jotkin joukkueistamme ovat sijoittuneet parhaan 13 % joukkoon, monet parhaaseen puolikkaaseen, mikä pääosin englanninkielisten korkeakoulujoukkueiden joukossa on aika hyvin, erityisesti, koska kisaan osallistuvat aikataulusyistä lähinnä Päivölän nuoremman vuosikurssin opiskelijat.