Tutkimuksen tausta ja aihe
Tämän eri koulutusmenetelmien ja erityisesti virtuaalitodellisuuden koulutuskäytön tehokkuutta (”Effectiveness of Virtual Reality in Wärtsilä Internal Technical Training: Higher Education Learners’ and Instructor’s Perspectives”) selvittävän tutkimuksen idea syntyi, kun Wärtsilässä harjoittelijana ollut Vida Shokati alkoi kysellä mahdollisuutta tehdä omaan maisterikoulutukseensa liittyvä gradututkimus Wärtsilässä. Vida, jolla oli jo ennestään englanninkielenopettajan maisteritutkinto Iranista, oli kiinnostunut tutkimaan todellisen työelämän ongelmia ja erityisesti koulutusmenetelmien tehokkuutta, joihin hän oli jo perehtynyt ensimmäisessä gradussaan. Wärtsilässä Vida tapasi WLSAn johtajan, jonka kanssa aihetta pohdittaessa löytyikin yhteinen tutkimusintressi, koska Wärtsilä on panostanut ja panostaa nyt hyvin paljon virtuaalitodellisuuteen ja sen avulla tapahtuvaan koulutukseen ja tämän oppimisympäristön tehokkuudesta haluttiin lisää tutkimustietoa ja konkreettisia koulutuskokemuksia. Haluttiin lisää tutkittua tietoa siitä, mikä on tehokkain tapa kouluttaa Wärtsilän asiakkaita ja omia huoltohenkilöitä moottoreiden huoltotoimenpiteiden suorittamiseen. Uusien teknologioiden avulla koulutuksia voidaan nyt toteuttaa muillakin tavoilla kuin perinteisesti fyysisesti koulutustiloissa olemalla ja tekemällä omin käsin konkreettisia huoltotoimenpiteitä moottoreille. Koronaepidemian ansiosta etäopetusvälineet ja -ohjelmistot ovat kehittyneet huimasti ja tehokkaampien tietokoneiden ja uusien simulointiohjelmistojen ansiosta virtuaalitodellisuuden mallien yms. rakentaminen ja käyttö on tullut mahdolliseksi. Lisäksi uusia moottorityyppejä tulee markkinoille, mutta kaikkia uusia eri moottoriversioita ei ole mahdollista hankkia WLSA:n koulutuskeskuksiin, joten uusia koulutusmenetelmiä on otettava käyttöön ja virtuaalitodellisuus oppimisympäristönä on tässä yksi lupaava mahdollisuus. Sen avulla voidaan myös mahdollisesti säästää koulutuskustannuksissa ja saada parempia oppimistuloksia. On kuitenkin selvitettävä miten virtuaalitodellisuus toimii käytännössä ja millaisia oppimistuloksia sillä saavutetaan verrattuna perinteiseen koulutustapaan. Tutkimuksessa on kaksi tutkimuskysymystä:
- Kuinka tehokas koulutustapa on virtuaalitodellisuuden käyttö, kun pitää oppia teoreettista tietoa itse moottorista ja moottorin männän irroitustoimenpiteestä? (tämä valittiin konkreettiseksi toimenpiteeksi, jota koehenkilöille koulutetaan)
- Kuinka tehokas koulutustapa on virtuaalitodellisuuden käyttö, kun pitää oppia käytännön työtaitoja eli käytännön tekemistä eli irroittaa se mäntä oikeasti.
Näihin tutkimuskysymyksiin haetaan tässä vastauksia kokeellisella tutkimuksella, jossa koehenkilöt olivat VAMK:n toisen vuosikurssin englanninkielisen energiatekniikan linjan kansainvälisiä insinööriopiskelijoita, joista muodostettiin 3 eri ryhmää (kussakin ryhmässä oli 5 opiskelijaa) ja kukin ryhmä sai oman neljän tunnin pituisen koulutuksensa Wärtsilän moottoreihin ja yhden moottorityypin männän irroitustoimenpiteen tekemiseen. Ensimmäisen ryhmän koulutus tapahtui täysin verkossa Teamsin välityksellä (kuva 1) ja siinä käytettiin myös videoita ja animaatioita apuna. Kuvasta on poistettu muut osallistujat paitsi kouluttaja.
Toinen ryhmä tuli hands-on- koulutukseen paikanpäälle WLSAn tiloihin ja he opiskelivat moottorin osia ja toimintaa moottorin vieressä ja tekivät itse konkreettisesti opiskeltavan moottorin huoltotoimenpiteen kouluttajan ohjauksessa ja huoltomanuaalia hyväksikäyttäen. Kuvassa 2 osa lähiopetusryhmästä STH:ssa koulutuksen jälkeen WLSAn kouluttaja Harry Johanssonin ja VAMKn edustaja yliopettaja Lotta Saarikosken sekä Åbo Academin maisteriopiskelija Vida Shokatin kanssa.
Kolmas ryhmä tuli myös paikanpäälle WLSAn tiloihin, mutta eri tilassa olevaan virtuaalimaailmaan, jossa käytiin samat asiat ja toimenpiteet läpi kuin kahdessa edellisessä ryhmässä. Opiskelijoilla ja kouluttajalla oli virtuaalilasit ja käsiohjaimet ja itse koulutus tapahtui kokonaan virtuaalitodellisuudessa, jonne oli mallinnettu Wärtsilän moottori ja sen koko muu ympäristö. Kuvassa 3 nähdään kaksi ryhmän opiskelijaa osallistumassa virtuaalitodellisuudessa tapahtuvaan koulutukseen.
Opiskelijat tekivät kukin ryhmä oman koulutuksensa jälkeen seuraavana päivänä 4 tuntia kestävät testit, joissa testattiin ensin teoriatietoa luokassa (kuva 4) ja sitten sekä teoriatietoa että kädentaitoja oikean moottorin ympärillä. Kokonaisuudessaan kolmen ryhmän koulutukseen ja testaukseen kului neljä kokonaista työpäivää. Lisäksi tutkimuksen tekijä haastatteli virtuaalikoulutuksen osallistujia vielä erikseen.
Tutkimuksen eteneminen
Tutkimuksessa on ollut useita vaiheita ja koeasetelman suunnittelu alkoi jo syksyllä 2023, kun WLSAn Suomen koulutuskeskuksen johtaja Minna Lähteenmäki otti marraskuun alussa yhteyttä Lotta Saarikoskeen ja tiedusteli VAMKn halukkuutta ja mahdollisuutta osallistua tällaiseen kokeelliseen tutkimukseen. Pedamentorina ja uusista opetusmenetelmistä kiinnostuneena opettajana Lotta innostui asiasta ja ryhtyi selvittämään tähän sopivaa ”koekaniiniryhmää” insinööriopiskelijoiden joukosta. Energiatekniikan lehtori Shekhar Satpute myös innokkaana opetuksen kehittäjänä tuli mukaan hankkeeseen ja yhdessä löydettiin sopiva ryhmä ETE2023k, jonka kanssa tämä tutkimus voitaisiin toteuttaa. Englanninkielinen energiatekniikan ryhmä valittiin tutkimuksen koehenkilöiksi, koska haluttiin ryhmä, jolla ei välttämättä ole paljoa etukäteistietoa moottoreista eikä niiden huoltotöistä ja joille englanninkielen käyttö koulutuksessa on päivittäistä. Lisäksi tässä samalla tarjoutui koko luokalle hieno mahdollisuus päästä käymään Wärtsilään ekskursiolle, koska ensimmäinen testaus, jossa pyrittiin löytämään mahdollisimman homogeeninen koeryhmä (15 kpl), tapahtui Wärtsilän Sustainable Technology Hubissa (STH) 30.11.2023 ja samalla opiskelijoille esiteltiin Wärtsilän toimintaa sekä teknistä dokumentaatiota, joka kurssi luokalla oli syksyllä meneillään Shekharin pitämänä. Tämä oli koko luokalle ensimmäinen konkreettinen kosketus paikalliseen teollisuuteen. Löimme ns. kaksi kärpästä yhdellä iskulla. Ryhmähän oli kevään 2023 etänä ja aloitti opiskelut Vaasassa vasta syksyllä -23. Ennen Wärtsilään menoa Shekhar hoiti tutkimusluvat ym. muodollisuudet tämän tutkimuksen tekemiseen. Hän luokan ryhmäohjaajana hoiti ansiokkaasti myös luokan informoinnin ja tarpeellisten tietojen keräyksen ym.
Ensimmäinen vaihe tutkimuksessa oli siis homogeenisen koeryhmän (15 kpl) seulominen luokan opiskelijoista, joita oli kaikkiaan n. 40 henkilöä. Ryhmään ei haluttu opiskelijoita, joilla jo oli paljon kokemusta asennustöistä ja moottoreista eikä myöskään henkilöitä, jotka eivät olleet välttämättä kiinnostuneita käytännön ”ruuvauksesta” tai vierastivat tällaista tekemistä. Ryhmän muodostus tapahtui esitestin avulla. Se koostui joukosta kysymyksiä ja se tehtiin sähköisessä muodossa Microsoft Formsilla Wärtsilän vierailun yhteydessä. Testin jälkeen vastausten avulla Vida ja hänen ohjaajansa muodostivat tilastomenetelmin mahdollisimman homogeenisen koeryhmän.
Seuraavat vaiheet tutkimuksessa olivat turvallisuuskoulutuksen kalenterointi ja järjestäminen valituille koehenkilöille (kuva 5) viikolle 6 ja kevään viikon 7 luokan lukujärjestyksen organisointi siten, että ryhmät pääsisivät menemään Wärtsilään ilman, että oppitunnit menivät käyntien kanssa päällekkäin. Onneksi olimme ajoissa asialla, ja lukujärjestyksen tekijä ehti ottaa nämä toiveet huomioon kevään lukujärjestykseen, joka onnistui oikein hyvin tutkimuksen kannalta.
Kuten edellisessä kappaleessa kerrottiin, osallistuivat viiden hengen koeryhmät kukin omaan koulutukseensa ja Lotta pääsi seuraamaan ko. koulutuksia ja osin ryhmien testaustilanteita myös. Tätä juttua kirjoitettaessa tulosten analysointi on vasta alkamassa ja lopulliset tulokset valmistuvat toukokuuhun mennessä. Näistä kirjoitetaan lisää sitten, kun Vidan gradu on valmistunut. Tulokset tullaan myös esittelemään luokalle sekä muille kiinnostuneille VAMK:ssa loppukeväästä.
Osallistujien kommentteja
Tutkimuksen käytännön toteutus onnistui hyvin. Vida Shokati (kuvassa 6 toinen vasemmalta) ja WLSAn Suomen koulutuskeskuksen johtaja Minna Lähteenmäki (kuvassa 6 toinen oikealta) olivat organisoineet aikataulut, kuljetukset, testaukset ja muut käytännön asiat todella hyvin. Opiskelijat olivat hyvin innostuneita ja kaikki kertoivat oppineensa todella paljon paitsi Wärtsilän moottorityypeistä niin myös polttomoottorin toiminnasta teoriatasolla sekä käytännön asennustyöstä. Suuri rooli itse koulutuksessa oli WLSAn kouluttaja Harry Johanssonilla (kuvassa 6 oikealla), jonka rauhallinen ja kannustava tyyli tuotti selvästi hyviä oppimistuloksia. Kouluttajalla oli myös erinomainen taito kertoa monimutkaisia teoreettisia asioita maanläheisesti ja konkreettisesti. Toinen WLSA:n kouluttaja Edvard Krooks (kuvassa 6 vasemmalla) osallistui myös hands-on -koulutukseen sekä kaikkien ryhmien lopputestaukseen, jossa oli paikalla kaksi Wärtsilän kouluttajaa.
Suuren työn koulutuksen virtuaalitodellisuuden mallin rakentamisessa ja itse virtuaalikoulutustapahtuman organisoinnissa on tehnyt Wärtsilän WLSAn training development tiimin jäsen Kasper Söderlund, Senior Designer. Hänen ja tiiminsä työnsä jälkeä nähdään kuvan 7 virtuaalimallissa, jota käytettiin tässä tutkimuksessa.
Harry Johanssonin mukaan tässä tutkimuksessa hyödyllistä on ollut saada tuoretta näkökulmaa koulutukseen opiskelijoiden kautta. On ollut kiinnostavaa nähdä, miten sellainen henkilö oppii, jolla ei ole vielä kovin paljon kokemusta opiskeltavasta aiheesta. Kun asioita katsoo uudesta näkökulmasta, huomaa helposti uusia haasteita, joita koulutettavilla voi olla. Tässä tutkimuksessa on myös tullut hyvin esille, miten turvallisuusasioita pitää ottaa huomioon, kun voi seurata noviisin oppimista ja käyttäytymistä konkreettisessa hands-on -tilanteessa. Edvard Krooksin mukaan on kiinnostavaa nähdä kuinka eri tavoin ihminen voi oppia ja erityisesti kuinka virtuaalitodellisuus voi auttaa oppimista. Kasper Söderlundia kiinnostaa erityisesti virtuaalitodellisuuden ja – mallien toiminta, joita malleja ja ympäristöjä hän on ollut jo yli viisi vuotta kehittämässä Wärtsilässä. Hän on erityisen kiinnostunut siitä kuinka suuri osa koulutuksessa voi olla virtuaalimalleihin perustuvaa ja mikä on oikea kombinaatio käytännön hands-on-koulutusta, virtuaalitodellisuutta ja jotain muuta, esim. videoita, e-oppimista tai AR:ää hyödyntävää materiaalia ( AR= lisätty todellisuus = augmented reality). Minna Lähteenmäki puolestaan kommentoi tämän tutkimusyhteistyön olevan hyvin tärkeää Wärtsilälle, jotta saadaan konkreettista tietoa virtuaalitodellisuuden tehokkuudesta ja parhaista tavoista hyödyntää sitä.
On siis saatava tästä aihealueesta tutkittua tietoa ja olikin todella hienoa, että tällainen ainutlaatuinen yhteistyöprojekti saatiin käyntiin. Tämä tutkimus nousee käytännön tarpeesta ja tässä toteutettu kolmikantainen tutkimusyhteistyö Wärtsilän, VAMKn ja Åbo Akademin välillä on todella hieno asia.
Jatkotoimenpiteet
Tätä juttua kirjoitettaessa Vida on aloittanut tulosten analysoinnin ja gradun kirjoittamisen. Jäämme kiinnostuneena odottamaan tuloksia. Tutkimuksen raportointi valmistuu toukokuuhun 2024 mennessä ja tarkoituksena on myös kirjoittaa tästä konferenssiartikkeli ja esitellä tätä tutkimusta jossain eurooppalaisessa insinöörikoulutuksen konferenssissa tai muussa tilaisuudessa. Tulokset tullaan esittelemään myös kaikissa kolmessa organisaatiossa. Jos jotakuta alkaa virtuaalitodellisuuden käyttö opetuksessa enemmän kiinnostaa, voi asiaan tutustumisen aloittaa perehtymällä esim. mitä Philippe et.al (2020) tai Hu-Au & Lee (2017) ovat aiheesta kirjoittaneet. Kuvassa 8 oleva virtuaaliopetuksen opiskelijaryhmä kuten kaikki muutkin tutkimukseen osallistuneet opiskelijat sekä VAMK kiittää Wärtsilää ja Vida Shokatia sekä Åbo Akademia tästä erinomaisesta yhteisestä tutkimushankkeesta. Toivottavasti jatkossakin löydämme vastaavia koulutuksen pedagogiseen kehittämiseen liittyviä yhteisiä tutkimushankkeita tai muita yhteisiä kehitysprojekteja. Tämä projekti oli hieno uudenlainen lisä VAMKin ja Wärtsilän väliseen tiiviiseen yhteistyöhön.
