Sage-ohjelmisto lukion matematiikan opetuksessa

Sage on verkkoselaimessa toimiva symbolisesti laskeva ohjelmisto, joka rakentuu useista avoimen lähdekoodin periaatetta noudattavista moduuleista. Komentokielenä se käyttää Python-ohjelmointikieltä. Sage soveltuu sekä opetus- että tutkimuskäyttöön. Opetuskäytössä sen tärkeimpiä ominaisuuksia ovat ilmaisuus, helppokäyttöisyys, vuorovaikutteiset ja graafiset toiminnot, dokumenttien muotoilutyökalut sekä verkkoympäristön edut, kuten käyttöjärjestelmäriippumattomuus ja ryhmätyö- mahdollisuudet. Tutkielmassa esitellään aihealueittain, miten Sagea voidaan hyödyntää lukion matematiikan opetuksessa kursseilla, joilla käsitellään funktioita ja yhtälöitä, geometriaa ja trigonometriaa, differentiaali- ja integraalilaskentaa, todennäköisyyslaskentaa sekä numeerisia menetelmiä. Aihepiireihin liittyvien metodien toimintaa havainnollistetaan esimerkkien ja opetusta tukevien interaktiivisten sovellusten avulla. Lisäksi tutkielma sisältää 21 Sagen käyttöön perustuvaa tehtävää ratkaisuineen. Suurin osa tutkielmaa varten ohjelmoiduista sovelluksista on julkaistu osana Sagea versiosta 4.7.1 alkaen. Tutkielma perustuu Sage-ohjelmiston versioon 4.7.

The laser weldability of lean duplex stainless steels

Ruostumattomien terästen hinta on kasvanut maailman laajuisen kysynnän kasvun seurauksena. Samoin on käynyt myös ruostumattomien terästen valmistukseen käytettävien seosaineiden hinnalle. Terästen valmistajat ovatkin kehittäneet lean duplex teräksiä vastatakseen hintatietoisten markkinoiden kysyntään. Näissä lean duplex teräksissä kalliita seosaineita kuten nikkeliä ja molybdeenia on korvattu typellä ja mangaanilla. Houkutteleviksi vaihtoehdoiksi perinteisille ruostumattomille teräksille lean duplex laadut tekee myös niiden hyvät lujuus- ja korroosio-ominaisuudet. Kirjallisuus osio esittelee lasereiden toimintaperiaatteen. Myös avaimenreikähitsauksen periaate on esitetty. Ruostumattomien terästen yleisimmät seosaineet ovat esitelty, kuten myös syy niiden seostamiseen. Ruostumattomat duplex-teräkset on esitelty samoin kuin lean duplex teräkset. Kokeellisen osion koehitsit hitsattiin osin samalla tuotantolinjalla lopputuotteen kanssa ja osin laboratoriossa. Koemateriaaleina olivat lean duplex teräkset 1.4162 ja 1.4362 joiden materiaalipaksuudet olivat 1.2 mm ja 1.5 mm. Hitsatuille lamelleille tehtiin painetestaus. Makroskopiaa ja valomikroskopiaa käytettiin koehitsien arvioinnissa kuten myös ristivetokoetta. Kiinnostavimmista hitseistä määritettiin myös faasisuhde. Lean duplex teräs 1.4362 havaittiin sopivammaksi laaduksi tämän kaltaisessa sovelluksessa, mutta myös laatu 1.4162 täyttää sovelluksen hitsille asetetut vaatimukset, tosin huomattavasti pienemmässä parametri ikkunassa. Valittu menetelmä faasisuhteen määrittämiseen osoittautui epätarkaksi, joten faasisuhteen osalta tämän tutkimuksen tulokset ovat vain suuntaa-antavia.

Oppimisen mielekkyys koneensuunnittelun opetuksessa

AMK-opinnäytetyö : Tampereen ammattikorkeakoulu, ammatillinen opettajakorkeakoulu.

Kaupallisten tuotteiden käyttö taistelukentän valvontajärjestelminä

Tämän tutkimuksen tutkimusongelmana on selvittää, onko kaupallisesti hankittava valvontavälineistö otettavissa sotilaskäyttöön taistelukentän valvontajärjestelminä ja onko sillä korvattavissa ihminen taistelukentän valvojana. Tutkimus rajataan koskemaan laitteistoa, joka on tarkoitettu käytettäväksi ulkoilmaolosuhteissa ja jonka voidaan olettaa hintaluokkansa ja saatavuutensa perusteella olevan yksittäisen kuluttajan hankittavissa. Suomen sodanajan joukkojen määrää vähennetään pitkällä aikavälillä ja jalkaväkimiinoista luovutaan vuoteen 2016 mennessä. Yhdessä nämä tekijät saattavat heikentää joukkojemme suorituskykyä pysäyttää mahdollinen maahamme hyökkäävä vihollinen. Valtioneuvoston puolustuspoliittisen selonteon mukaan joukkojen maavalvonta- ja pimeätoimintakykyä tehostetaan ja osa jalkaväkimiinojen mukana menetetystä suorituskyvystä kyetään korvaamaan mm. valvontavälineillä. Osa tätä aktiivisuutta saattaisi olla kyky selvittää vihollisen aikomukset ja reagoida niihin selvästi ennen kosketukseen joutumista esimerkiksi etukäteen saaduilla valvonta- ja tiedustelutiedoilla. Nykyään on saatavilla useita erilaisia turvallisuus- ja valvontakäyttöön tarkoitettuja järjestelmiä, jotka perustuvat muutamiin erilaisiin teknisiin perusratkaisuihin. Järjestelmät on tarkoitettu yleensä yritystilojen tai yksityisten asuntojen ja kesämökkien valvontaan. Kaikkia näitä järjestelmiä kuitenkin yhdistää vähintään yksi asia; ne on suunniteltu havaitsemaan ihmisiä sekä heidän toimintaansa ja näin ollen lähtökohtaisesti voisivat olla käytettävissä taistelukentällä ainakin omien tai vihollissotilaiden valvontaan. Tutkimus tehdään tutustumalla erilaisten kaupallisten valvontajärjestelmien, elektronisten laitteiden sekä elektroniikan komponenttien julkisesti saatavilla oleviin teknisiin tietoihin. 3 Pääteltäessä laitteiden hyödynnettävyyttä sotilaskäytössä niiden ilmoitettuja suorituskykyjä ja teknisiä ominaisuuksia verrataan suomalaisten joukkojen käyttö- ja toimintaperiaatteista johtuviin tarpeisiin sekä näitä kuvaaviin oppaisiin ja ohjesääntöihin. Arvioitaessa laitteiden käytettävyyttä taistelukentän olosuhteissa niiden teknisiä ominaisuuksia verrataan suomalaisiin ympäristöolosuhteisiin ja tiedossa oleviin muuttujiin taistelutilanteessa. Tutkimusasetelma on poikkileikkausaineisto; Tutkimukseen liittyvä arviointi tapahtuu kerran ja tarkasteltavana on useita kaupallisia tuotteita. Havaintoja elävistä, lämpimistä ja liikkuvista olennoista saadaan infrapuna-, tärinä- ja äänisensoreilla. Metallia sisältävistä tai mukanaan kantavista kohteista saadaan havaintoja magneettisensoreilla. Näiden lisäksi polttomoottorimoottoriajoneuvoista saadaan havaintoja savuhälyttimillä. Kaikkia taistelukentällä esiintyviä kohteita voidaan kuvata näkyvän valon kameroilla suotuisissa valaistus- ja sääolosuhteissa tai lämpökameroilla kaikissa olosuhteissa. Lähtökohtaisesti taistelukentällä käytettävän valvontalaitteen tulisi olla maastoutettavissa heikosti havaittavaksi eikä se toiminnallaan saisi paljastaa sijaintiaan. Vaikka kamerat ja infrapunatunnistimet ovatkin toimintaperiaatteiltaan passiivisia sensoreita, niiden käyttö edellyttää kuitenkin näköyhteyttä tarkkailemiinsa kohteisiin. Sen lisäksi, että ääni-, magneetti-, tärinä- ja (pako)kaasutunnistimet ovat myös passiivisia sensoreita, ne voidaan myös sijoittaa siten, että niiden läsnäolo on käytännössä mahdotonta havaita ilman aikaa vieviä etsintöjä. Huomioitavaa kuitenkin on, etteivät kaikki sotilasjoukoille annettavat tehtävät edellytä vartiointi- ja valvontatoiminnan salaamista. Mikäli sensorilta halutaan ilmaisu havainnosta reaaliaikaisena, tämä edellyttää sensoreihin liitettyjä viestin välitykseen soveltuvia kokonaisuuksia, esimerkiksi radiolähettimiä. Havaintoa välittävä radiosignaali on tällaisissa sensoreissa kuitenkin vihollisen helpoiten havaittavissa ja häirittävissä oleva kokonaisuus. Johtopäätöksenä todetaan, että tarkastellut kaupalliset valvontalaitteet ja tekniikat ovat hyödynnettävissä taistelukentän olosuhteissa ja tuotteista löytyy suomalaisissa ulkoilmaolosuhteissa käytettäviä, jopa edullisia laitteita. Haasteena näiden laitteiden, kuten kaikkien muidenkin sähköteknisten laitteiden sotilaskäytössä on virtalähdehuollon järjestäminen. Kokonaisissa valvontajärjestelmissä useita eri tekniikoita hyödyntäviä sensoreita tulisi yhdistää yhdeksi kokonaisuudeksi, jolloin vähemmän virtaa kuluttavien sensoreiden saamaa havaintoa käytettäisiin muiden, tarkempaa tietoa tuottavien, mutta enemmän virtaa kulutta4 vien sensoreiden herättämiseksi. Käyttäjälle välitettävän tiedon perusteella herätteen aiheuttaja tulisi olla tunnistettavissa ja luokiteltavissa. Valvonta- ja vartiointitehtävää suorittava ihminen on korvattavissa useissa eri tapauksissa kaupallisella teknologialla ja joissain tehtävissä tämä lisäisi esimerkiksi ryhmän kokoisen osaston valvontakykyä kasvattamalla valvottavaa aluetta ja keskittämällä vartiointi useammalta toisistaan erillään olevilta alueilta valvontakeskuksiin, joka esimerkiksi parantaa valvontahenkilöstön vireystilaa.

"Kiristääkö kypärä?" : psyykkinen valmennus ilmavoimien lennonopetuksessa

Tutkimuksen tavoite on selvittää, millä tavoin oppilaan psyyke huomioidaan ilmavoimien lennonopetuksessa ja kuinka oppilaan persoonallisia ominaisuuksia pyritään tukemaan ja kehittämään koulutuksessa. Tutkimusongelmina ovat psyykkisen valmennuksen toteutuminen ilmavoimissa, onko psyykkinen valmennus ilmavoimissa tiedostettua vai tiedostamatonta ja tarvitaanko ilmavoimissa psyykkistä valmennusta. Tuloksista pyritään tekemään päätelmiä psyykkisen valmennuksen mahdollisista kehitystarpeista lennonopetuksessa. Tutkimuksen viitekehyksen runkona käytetään Lintusen ja Haaralan kehittämää psyykkisen valmennuksen mallia, joka määrittelee psyykkisen valmennuksen menetelmät, sisällöt ja tavoitteet. Mallissa erotetaan omiksi osa-alueiksi psyykkistä hyvinvointia ja persoonallisuuden kehittymistä tukeva opetus ja valmennus, psyykkisten taitojen opettaminen sekä ongelmien hoito.(Lintunen, Orava & Haarala 1997.) Tutkimuksessa käytetyt menetelmät ovat kvalitatiivisia. Tutkimusongelmiin etsitään vastauksia haastattelemalla neljää ilmavoimien lennonopettajaa. Haastattelut suoritetaan teemahaastatteluina, ja haastatteluista syntynyt aineisto analysoidaan laadullisen tutkimuksen sisällönanalyysilla. Aihetta ei ole aikaisemmin tutkittu ilmavoimissa, joten tutkimuksessa on pyritty luomaan yleiskuvaa psyykkisen valmennuksen toteutumisesta lennonopetuksessa. Lennonopetuksen tarkastelu Lintusen ynnä muiden kehittämän psyykkisen valmennuksen mallin avulla osoittaa, että lennonopetukseen kuuluu joiltain osin psyykkistä valmennusta ja psyykkinen valmennus on pääosin tiedostamatonta. Valmennukselle on keskeistä, että se tähtää käytetystä menetelmästä riippumatta kiinteästi varsinaisen suorituksen parantamiseen. Valmennuksella pyritään vaikuttamaan ensisijaisesti lentämisen erityiskysymyksiin. Näitä ovat esimerkiksi tilannetietoisuuden kasvattaminen sekä päätöksentekokyvyn kehittäminen. Tutkimus osoittaa, että vaikka lennonopetuksessa annetaankin suoritukseen liittyvien taitojen valmennusta, yksi keskeinen osa-alue puuttuu opetuksesta. Suorituksen hallintaa ei käsitellä lennonopetuksessa ja se näkyy aikaisempien tutkimusten perusteella myös oppilaiden psyykkisenä oireilemisena. Lentokoulutus aiheuttaa ohjaajille muun muassa stressiä, ahdistusta ja jännittyneisyyttä, mutta koulutukseen ei sisälly niiden ennaltaehkäisyä eikä hoitoa. Ilmavoimissa tarvitaan psyykkistä valmennusta. Pelkkien suoritukseen liittyvien psyykkisten taitojen opettelu ei kuitenkaan yksin riitä. Suorituksen hallinta on ratkaiseva toiminnan säätelijä muiden taitotekijöiden yläpuolella. Tämän vuoksi lentäjän suorituksen hallintaan vaikuttavien osa-alueiden, kuten itseluottamuksen, stressin hallinnan sekä keskittymisen on oltava kunnossa.

Suomen uskottava puolustus

Sodan kuva ja siihen liittyvät käsitykset muuttuivat merkittävästi kylmän sodan päätyttyä. Kylmän sodan jälkeiset uudet käsitykset uhkasta, sodan luonteesta ja asevoimasta synnyttivät laajalti muutostarpeita puolustuksen toteuttamisen osalta. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan näitä käsityksiä ja niissä tapahtuneita muutoksia läntisessä viitekehyksessä. Suomen tekemiä ratkaisuja verrataan yleiseen läntiseen kehitykseen, ja arvioidaan miten Suomi on omaksunut tapahtuneita muutoksia. Tutkimus on luonteeltaan teoreettinen. Tutkimusongelmana on: mihin Suomen puolustuksen uskottavuus tänä päivänä perustuu? Tutkielman keskeisenä tavoitteena on lisäksi termin `uskottava puolustus´ määritteleminen. Tutkimusmenetelmä on deduktiivinen asiakirjatutkimus. Suomen puolustuksen uskottavuuden arviointi läntisten sodan kuvaan liittyvien käsitysten kautta antaa kuvan siitä, miten Suomi on toteuttanut kansallisen puolustuksensa muuttuneessa turvallisuusympäristössä, sekä miten ja mitä läntisiä käsityksiä Suomi on omaksunut. Tutkielman viitekehys pohjautuu konstruktivismiin kansainvälisen politiikan tutkimuksen välineenä. Konstruktivismi korostaa kansainvälisen järjestelmän sosiaalisesti rakentunutta luonnetta. Tutkielman viitekehyksen mukaan läntiseen sodan kuvaan liittyvät käsitykset ovat siis sosiaalisesti rakentuneita. Suomen puolustusratkaisu on räätälöity omiin tarpeisiin ja resursseihin sopivaksi, mutta sitä kehitetään pääpiirteittäin yleisten länsimaisten asevoimien kehityksessä esiin tulleiden trendien mukaisesti. Suomen uskottava puolustus vastaa laadittuun uhkakuvamalliin ja täyttää tämän päivän asevoimille asetetut vaatimukset.

Upseerivalinnoista upseerin uralle : pääsykoe- ja opintomenestyksen yhteys työssä menestymiseen lyhyellä aikavälillä

Kvantitatiivisen seuranta- ja validiteettitutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, millainen yhteys vuonna 2002 Maanpuolustuskorkeakoulun Kadettikouluun valittujen opiskelijoiden (N = 180) pääsykoe- ja opintomenestyksellä on työssä menestymiseen lyhyellä aikavälillä. Samalla pyrittiin kartoittamaan työssä menestymisen kriteereitä sekä arvioimaan työssä menestymisen mittaamista. Tutkimus on jatkoa Kulomäen ja Nymanin upseerivalintojen soveltuvuusarvioinnin validiteettitutkimukselle (2004) sekä tutkijan esiupseerikurssilla (Salonen 2007) tekemälle tutkimukselle, jossa kartoitettiin pääsykoe- ja opintomenestyksen välisiä yhteyksiä. Kvantitatiivisen aineiston muodostivat tutkittavien pääsykoe- ja opintomenestykseen liittyvät valinta- ja opintotiedot sekä työssä menestymisen osalta kahden ensimmäisen palvelusvuoden suoritusarviointien tiedot. Aineiston analysointiin käytettiin erilaisia tilastollisia analyysimenetelmiä, joista tärkeimpiä olivat regressio- ja varianssianalyysit sekä t-testit. Näiden avulla selvitettiin tutkittavien yhteyksien luonnetta ja yhteyksiä selittäviä tekijöitä sekä eri ryhmien välisiä tilastollisia eroavuuksia. Pääsykoemenestyksellä havaittiin tilastollisesti merkitsevä yhteys sekä opintomenestykseen että toisen palvelusvuoden suoritusarviointiin. Opintojen aikaisilla johtamiskäyttäytymisen arvioinneilla havaittiin yhteys työssä menestymiseen, mutta teoreettisten oppiaineiden opintomenestyksellä ei. Pääsykoemenestyksellä pystyttiin selittämään parhaimmillaan noin kolmasosa opintomenestyksestä ja pääsykoe- sekä opintomenestyksellä 16 % työssä menestymisestä. Pääsykokeissa hyvin menestyneet erosivat keskivertoa heikommin menestyneistä tilastollisesti merkitsevällä tavalla perus- ja kandidaattiopinnoissa sekä toisessa suoritusarvioinnissa. Työssä menestyminen ei erotellut eri tavoin opinnoissa menestyneitä. Suoritetulla tutkinnolla ha-vaittiin yhteys pääsykoe- ja opintomenestykseen sekä toisen vuoden suoritusarviointiin. Havaituista yhteyksistä huolimatta asetettu hypoteesi pääsykoe- ja opintomenestyksen yhteydestä työssä menestymiseen ei täyttynyt kokonaan, joten nollahypoteesi jäi voimaan. Upseerivalintojen ennustevaliditeetin sekä työssä menestymisen tutkiminen käytetyillä menetelmillä ja aineistolla on aina rajoittunutta. Menestyksen arviointi ei ole yksiselitteistä monien tulkinnallisten kysymysten sekä mahdollisten väliin tulevien muuttujien kontrolloimattomuuden johdosta. Löydettyihin yhteyksiin ja selittäviin tekijöihin on siksi suhtauduttava tietyllä varauksella. Tulosten luotettavuuden lisäämiseksi tutkimusta on syytä jatkaa suuremmalla otoksella, pidemmän aikavälin tarkastelujaksolla sekä metodologisen triangulaation avulla.

Venäjän viisumivapaus : uhka Euroopan unionin rajaturvallisuudelle?

Euroopan unionin ja Venäjän välinen viisumivapaus on toteutuessaan yksi lähitulevaisuuden merkittävimmistä haasteista Euroopan unionin rajaturvallisuudelle. Vapaan liikkuvuuden tavoittelussa Schengenin sopimuksella avatut sisärajat Euroopan keskiöön ovat lisänneet jäsenvaltioiden kansallisen raja-turvallisuuden kollektiivista merkitystä. Välimeren ja Kreikan tilanne laittoman maahantulon ongel-missa on ollut omiaan vahventamaan Euroopan unionin yhteisten rajaturvallisuushaasteiden tunnista-mista. Euroopan unionin rajaturvallisuuden kannalta viisumivapauteen varautuminen tarkoittaa sekä kunkin jäsenvaltion kansallisten toimintojen tiedostamista ja omatoimista kehittämistä että Euroopan unionin koko keinovalikoiman käyttöä aina yhteisölainsäädännöstä virastojen toimintoihin. Ennen varautumisen käytännön toimia on kuitenkin selvitettävä, minkälaisiin uhkiin toimenpiteillä varaudutaan. Tutkimuksessa on selvitetty Euroopan unionin ja Venäjän välisen viisumivapauden uhkaa Euroopan unionin rajaturvallisuudelle. Tutkimus on luonteeltaan tulevaisuudentutkimus. Menetelminä on käytetty skenaariomenetelmää, Delfoi-tutkimusta ja haastatteluja. Tutkimus jakautuu kolmeen osaan, joissa yhdistävänä tekijänä on rajaturvallisuus. Teoriaosassa selvitetään rajaturvallisuuden perusteet Euroopan unionissa sekä viisumivapauden taustatekijät liittämällä ne tutkimuksessa teoriana käytettyyn liberalismiin. Toisessa osassa luodaan teoriaosan perusteella useita mahdollisia tulevaisuudentiloja, joista empiirisen aineiston perusteella muodostetaan todennäköisin tulevaisuus. Valittua tulevaisuutta täydennetään asiantuntija-arvioilla sekä haastatteluilla. Kolmannessa osassa tehdään johtopäätökset rajaturvallisuuteen kohdistuvasta uhasta arvioimalla tulevaisuutta poliittiseen järjestelmään sekä Euroopan unionin nelitasoiseen rajaturvallisuusmalliin. Kolmannen osan lopussa arvioidaan rajaturvallisuuden keskeisten toimijoiden vaikutusmahdollisuudet rajaturvallisuuden ylläpitämiseksi.

Koelentotoiminnan tuloksellisuusarviointi TX-projektissa

Tutkimuksen päämääränä oli määrittää koelentotoiminnan (uuden konetyypin evaluaatiot ja uuden konetyypin vastaanotot) tuloksellisuusarviointi TX-projektissa tapaustutkimuksena. Koelentotoiminnan tuloksellisuuden määrittäminen valitussa tapauksessa vaati koelentotoiminnan ja tuloksellisuuden määrittämisen ennen tapauksen aineiston analyysiä. Tuloksellisuuden määrittäminen tehtiin mukaillen valtionhallinnon tuloksellisuusprisman määrittelyjä. Tutkimuksen avulla on voitu määrittää kuinka tuloksellista koelentotoiminta oli TX-projektin lentoevaluaatioissa ja vastaanotoissa. Tuloksellisuuden määritetyt osa-alueet olivat koelentotoiminnan laatu ja tehokkuus, koelentotoiminnan vaikuttavuus, Koelentotoiminnan taloudellisuus sekä koelentokoulutuksen ylläpito ja kehittäminen. Koelentotoiminta oli kokonaisuutena arvioiden erittäin tuloksellista TX-projektissa. Määrittelemieni tuloksellisuuden osa-alueiden mukaisesti toiminta oli pääsääntöisesti tehokasta ja laadukasta muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta. Lisäksi toiminnalla saavutettiin erittäin suuri vaikuttavuus sekä evaluaatiovaiheessa, että vastaanottovaiheissa ja toiminta oli taloudellisesti erittäin kannattavaa Ilmavoimien kannalta ajateltuna. Tutkimuksen perusteella nähtiin lisäksi, että nykyaikana ja erityisesti tulevaisuuden edelleen teknistyvässä sotatekniikan maailmassa on erittäin tärkeää, että hankkeisiin osallistuu koulutettu henkilöstö, joka osaa evaluoida ja vastaanottaa uusia lentokoneita ja asejärjestelmiä.