Seulonnan erotustehokkuuden määrittäminen - tarkastelussa Reichertin kartioseula

Seulonta on vanha ja teollisuudessa yleisesti käytetty erotusmenetelmä. Huolimat-ta yksinkertaisesta prosessista seulontaa ilmiönä on tutkittu vähän. Prosessin yk-sinkertaisuus on voinut osaltaan vaikuttaa tutkijoiden mielenkiintoon aihetta koh-taan. Tutkimuksen vähyys näkyy etenkin painovoimaiseen seulontaan liittyvän kirjallisuuden vähyytenä. Kirjallisuusosassa käsitellään seulonnan taustaa ja märkä- sekä kuivaseulontaa. Lisäksi määritetään seulontaan vaikuttavat tekijät ja kar-toitetaan seulontaan liittyvää matematiikkaa. Työn kokeellisessa osassa tutkitaan Reichertin kartioseulan erotustehokkuutta 10, 12,5 ja 15 asteen kallistuskulmissa. Tutkimukset tehdään ideaalisille pallomaisille lasihelmille. Mittaustulosten avulla tutkitaan myös partikkelien liikettä seulapin-nalla ja syötetyn massan vaikutusta erotustehokkuuteen. Kokeellisia mittaustulok-sia käytetään MATLAB-mallinnuksessa, jonka avulla optimoidaan kartioseulan kallistuskulmaa ja massapanosta suhteessa erotustehokkuuteen. Tutkimuksen kannalta olennaisia kysymyksiä ovat: ”Onko painovoimaan perustuva erottelu seuloilla riittävä takaamaan hyvän erotustehokkuuden?” ja ”Mikä on seulan ero-tustehokkuuden kannalta optimaalinen kallistuskulma ja syötettävä massa?” Reichertin kartioseulan etuja ovat sen energiatehokkuus ja yksinkertainen helposti säädettävä prosessi. Koemittauksista havaitaan, että erotustehokkuus vastaa opti-moinnin tuloksia. Seulan liian pieni kallistuskulma ja suuri massapanos pienentävät seulan erotustehokkuutta. Lisätutkimuksia tarvitaan eri kallistuskulmilla ja materiaaleilla, jotta tuloksia voidaan verrata todellisiin seulontaprosesseihin.

Laatukustannukset ja niiden hallinta

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kohdeyrityksen laatukustannukset ja yksilöidä paremmin, mistä asioista ne koostuvat. Näin yritys voi paremmin hallita laatukustannuksiaan sekä nähdä miten ne vaikuttavat tulokseen. Tutkimus toteutettiin perehtymällä aikaisempaan kirjallisuuteen ja tutkimuksiin, tekemällä haastatteluja kohdeyrityksen työntekijöille sekä hyödyntämällä yrityksen valtavaa datamäärää ja tilastoja eri toiminnoista. Tutkimuksen tieteenfilosofia perustui objektivismin näkökulmiin. Tutkimus on metodologiselta valinnaltaan päätöksentekometodologinen. Päätöksentekometodologisen tutkimusotteen tieteellinen ideaali mukailee logiikkaa ja matematiikkaa. Tehtävänä oli sellaisen metodin osoittaminen, joka ratkaisee määrätyn ongelman. Tutkimuksessa esitettiin toimintolaskentaa hyväksi käyttäen todellisten laatukustannusten aiheuttajat ja kustannukset. Näitä tietoja ja laskentatapaa hyväksikäyttäen yritys pystyy panostamaan oikeisiin asioihin laatukustannusten vähentämiseksi ja kokonaisvaltaisen tuloksen parantamiseksi. Toimintolaskennan avulla kullekin laatukustannustoiminnolle saatiin hintalappu laskettua. Toiminnot ylittävät osasto- tai kustannuspaikkajaottelun ja antavat näin tarkempaa ja yksityiskohtaisempaa informaatiota laatukustannuksista. Se mahdollistaa johdolle paremmat apuvälineet laatukustannusten seuraamiseen, ymmärtämiseen ja kokonaisuuden hahmottamiseen.

Matematiikan opetuksen toiminnallisuus varhaiskasvatuksessa ja alkuopetuksessa

Tutkielman aiheena oli toiminnallisuuden hyödyntäminen varhaiskasvatuksen ja alkuopetuksen matematiikassa. Lisäksi tutkittiin sitä, vaikuttiko varhaiskasvatukseen suunnattu Nallematikka-interventio varhaiskasvattajien tapoihin tukea lasten matemaattisia valmiuksia ja taitoja. Tutkielman avulla luokanopettajat ja varhaiskasvattajat saavat tietoa toistensa matematiikan opetuksen käytännöistä ja toimintatavoista, ja näin ollen he voivat tukea lapsen matemaattisten taitojen kehittymistä varhaiskasvatuksesta perusopetuksen pariin siirryttäessä. Tutkimus toteutettiin kahdella erillisellä kyselylomakkeella, jotka oli suunnattu varhaiskasvattajille ja alkuopettajille. Kyselylomakkeet sisälsivät määrällisiä ja laadullisia kysymyksiä, joita käsiteltiin tilastollisten menetelmien ja teemoittelun avulla. Tutkimus osoitti, että varhaiskasvattajat käyttivät toiminnallista matematiikkaa keskimäärin hieman enemmän kuin luokanopettajat. Suosituimpiin menetelmiin lukeutuivat varhaiskasvatuksessa lasten ohjaaminen esineiden lukumäärien havainnointiin sekä matematiikan huomiointi päiväkodin arjessa. Osa varhaiskasvattajista osallistui Nallematikka-interventioon, jossa he käsittelivät matemaattisia ilmiöitä toiminnallisesti yhdessä lasten kanssa. Kokonaisuudessaan interventio sai aikaan melko vähäisiä muutoksia varhaiskasvattajien toimintamalleissa, sillä tilastollisesti tarkasteltuna merkitseviä olivat muutokset ainoastaan kahden muuttujan kohdalla. Nämä muutokset koskivat lasten huomion ohjaamista esineiden lukumäärien havainnointiin ja ohjattujen matematiikkatuokioiden järjestämistä. Alkuopettajien kyselyn määrällisen aineiston tarkastelu osoitti, että välineiden käyttö oli suosituin toiminnallisuuden käytön menetelmä. Opettajien mainitsemia välineitä olivat esimerkiksi kymmenjärjestelmävälineet ja laskuhelmet. Myös pelit ja leikit olivat useasti käytettyjä. Myös laadullinen aineisto toi esiin välineiden käytön, pelien ja leikin suosion. Lisäksi liikunnallisuuden hyödyntämisen toi esiin moni vastaaja. Tutkimus osoitti, että varhaiskasvatuksessa ja alkuopetuksessa hyödynnetään osin yhtäläisiä toiminnallisia menetelmiä. Yhtäläisten menetelmien käyttö on tärkeää, jotta lapselle muodostuu eheä oppimisen polku varhaiskasvatuksesta perusopetukseen.

Motivaatio ja matematiikan oppimistulokset peliympäristössä. Pelikokemuksen, opettajan ja vertaisten vaikutus

Suomalaislasten matemaattiset taidot ovat heikentyneet PISA-testien mukaan, mutta motivaatio matematiikkaa kohtaan on pysynyt samana. Heikentyneet tulokset matematiikassa selittyvät sekä heikkojen oppilaiden määrän kasvulla että taitavien määrän laskulla. Pelillisellä opetuksella uskotaan olevan positiivista vaikutusta sekä oppimistuloksiin että motivaatioon ja sen uskotaan tukevan erityisesti matematiikassa heikoimpien oppimista. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, millainen vaikutus Number Navigation -pelillä sekä vertaisen ja opettajan tuella pelikokeilun aikana oli oppilaiden motivaatioon ja oppimistuloksiin. Oppimistuloksia mitattiin aritmeettisen sujuvuuden testillä ja motivaatiota expectancy–values -teoriaan perustuvalla kyselylomakkeella. Pelikokemuksesta sekä vertaisen ja opettajan vaikutuksesta kerättiin tietoa kyselyllä. Tutkimukseen osallistui 112 neljäsluokkalaista eri puolelta Suomea. Heistä 44 % oli tyttöjä. Tutkimus toteutettiin alku- ja loppumittauksella, joiden välissä oli interventiojakso. Sen aikana koeryhmä (n=40) pelasi Number Navigation -peliä ja kontrolliryhmä (n=72) oli ei-pelillisessä opetuksessa. Koe- ja kontrolliryhmän välillä oli merkitsevä ero motivaation muutoksessa. Koeryhmän motivaatio laski intervention aikana, mutta kontrolliryhmän motivaatio ei muuttunut. Eritasoisissa ryhmissä ainoastaan koeryhmän taitavampien motivaatio laski. Muiden ryhmien motivaatio pysyi samana. Sekä koe- että kontrolliryhmä kehittyivät aritmeettisessa sujuvuudessa, mutta koeryhmän kehitys oli huomattavampaa heikommasta lähtötasosta huolimatta. Ero aritmeettisen sujuvuuden kehittymisessä oli koe- ja kontrolliryhmän välillä merkitsevä. Erityisesti koeryhmän matemaattisesti heikommat oppilaat kehittyivät intervention aikana. Oppilaiden kokemus pelistä oli neutraali ja sillä oli yhteys melko korkeaan motivaatioon pelikokeilun lopussa. Vertaisapuun ja opettajan ohjaukseen suhtauduttiin myönteisesti ja myös niillä oli yhteys motivaatioon pelikokeilun lopussa. Number Navigation -peli osoittautui hyväksi välineeksi matematiikan opetukseen erityisesti heikommille oppilaille. Tulosten valossa pelin motivoivuutta tulisi kehittää, mutta koeryhmän motivaation heikkeneminen voi johtua myös oppilaiden korkeista ennakko-odotuksista peliä kohtaan. Oppilaan saama apu voi ylläpitää oppilaiden motivaatiota ja siten tukea oppimista.