1 

Elina Sippola 

TIM-järjestelmän hyödyntäminen Vaasan 
yliopiston piirianalyysin opetuksessa 

 

 

 

 

 

 

 

Vaasa 2023 

Tekniikan ja innovaatiojohtamisen yksikkö 
Sähkötekniikan diplomityö  

Energia- ja informaatiotekniikka, DI 



2 

 
VAASAN YLIOPISTO 
Tekniikan ja innovaatiojohtamisen yksikkö 

Tekijä: Elina Sippola 
Tutkielman nimi: TIM-järjestelmän hyödyntäminen Vaasan yliopiston piirianalyysin 

opetuksessa  
Tutkinto: Diplomi-insinööri 
Oppiaine: Sähkötekniikka 
Työn valvoja: Professori Timo Vekara 
Työn ohjaaja: DI Maarit Vesapuisto 
Valmistumisvuosi: 2023 Sivumäärä: 91 

TIIVISTELMÄ: 
Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia, miten TIM-oppimisympäristöä (The Interactive Ma-
terial) voi hyödyntää Vaasan yliopiston sähkötekniikan opetuksessa. Tutkimuksessa esitellään 
uusi oppimisympäristö, kartoitetaan sähkötekniikan kursseilla havaittuja keskeisiä oppimisen 
haasteita ja pohditaan, kuinka niitä voitaisiin ratkaista interaktiivisen luentomateriaalin avulla. 
 
Verkko-opetuksen suunnittelussa ja toteutuksessa on omaksuttava joitakin uusia ajattelu- ja lä-
hestymistapoja. Diplomityössä verkkomateriaalin suunnitellussa otettiin huomioon hyvän verk-
kotehtävän piirteet, kuten havainnollistaminen, visuaalisuus, automaattinen arviointi, sekä ma-
teriaalin tekninen toimivuus ja helppokäyttöisyys. Tutkimuksen taustalla vaikuttaa konstrukti-
vistinen oppimiskäsitys, jossa aktiivinen tiedon rakentaminen ja vuorovaikutteisuus nähdään 
keskeisinä oppimista edistävinä tekijöinä. 
 
Tutkimuksen esimerkkikohteena oli Piirianalyysi A -kurssi. TIM-järjestelmään luotiin sen aiheisiin 
liittyvää aineistoa, joka sisälsi teoriaa, laskuesimerkkejä ja erilaisia tehtävätyyppejä, kuten mo-
nivalinta- ja laskutehtäviä sekä simulointiin liittyvää grafiikkaa. Tehtävien avulla pyrittiin havain-
nollistamaan opiskelijoille haasteellisia asioita sekä aktivoimaan opiskelijaa lyhyillä, oppimista 
testaavilla kysymyksillä. Lisäksi työssä selvitettiin, miten kurssilla käytettyjen STACK-tehtävien 
(System for Teaching and Assessment using a Computer Algebra Kernel) siirto TIM-järjestelmään 
onnistuu. Lopuksi kurssin opiskelijoita pyydettiin testaamaan TIM-aineistoa ja vastaamaan pa-
lautekyselyyn. Kyselyllä selvitettiin opiskelijoiden mielipidettä TIM-järjestelmästä ja oppimisesta 
yleisesti.  
 
Tuloksena havaitaan, että palautekyselyn perusteella opiskelijat pitivät TIM-järjestelmästä ja 
suuri osa vastanneista haluaisi käyttää järjestelmää tulevaisuudessa jollain kurssilla. Erityisesti 
hyvinä piirteinä pidettiin TIM-järjestelmän visuaalisuutta, selvää ulkoasua ja monipuolisuutta. 
Opiskelijat toivoivat lisää tehtäviä, esimerkkejä ja muuta aineistoa. Tulevaisuudessa TIM-järjes-
telmää voi hyödyntää vielä monipuolisemmin esimerkiksi käänteiseen opetukseen sekä muilla-
kin sähkötekniikan kursseilla, kuten Piirianalyysi B-, Kenttäteoria- tai Tehoelektroniikka -kurs-
seilla, joihin voisi triviaalisten lasku- ja monivalintatehtävien ohella kehitellä simulointitehtäviä 
eri matematiikkaohjelmistoja hyödyntäen. Tietokoneen ja ihmisen välisen vuorovaikutuksen li-
säksi TIM-järjestelmän avulla voidaan edistää myös sosiaalista vuorovaikutusta ja yhteistoimin-
nallista oppimista, esimerkiksi interaktiivisten luentokyselyjen, erilaisten ryhmätehtävien tai 
vertaisarvioinnin avulla. 
 

AVAINSANAT: TIM-järjestelmä, sähkötekniikan opetus, piirianalyysi, verkko-opetus, interak-
tiivisuus, visualisointi, havainnollistaminen 



3 

 

Sisällys 
 

1 Johdanto 8 

1.1 Työn tausta 8 

1.2 Tutkimuskysymykset ja työn rakenne 10 

2 Opetuksen ja oppimisen teoriaa 11 

2.1 Oppimiskäsitykset 11 

2.2 Virtuaaliset oppimisympäristöt osana opetusta 13 

2.2.1 Aktiivinen oppiminen ja interaktiivisuus 13 

2.2.2 Hyvän verkkotehtävän piirteitä ja vaatimuksia 14 

2.3 Sähkötekniikan opetus 17 

2.4 Piirianalyysi A -kurssi Vaasan yliopistossa 18 

3 TIM-järjestelmä 21 

4 TIM-järjestelmän hyödyntäminen Piirianalyysi A -kurssilla 27 

4.1 Yleistä TIM-materiaalin luomisesta 28 

4.2 Monivalintatehtävät 31 

4.3 Avoimet teksti- ja numerovastaukset 32 

4.4 GeoGebra-tehtävät 35 

4.5 STACK-tehtävät 37 

4.5.1 STACK-tehtävän rakenne 37 

4.5.2 STACK-tehtävien siirtäminen TIM-järjestelmään 40 

4.5.3 Toteutusvaihtoehtojen väliset erot 41 

4.6 Yhteenveto eri tehtävätyyppien toteutuksesta 42 

5 Opiskelijoiden käyttökokemuksia TIM-järjestelmästä 44 

6 TIM-järjestelmän sovelluskohteita tulevaisuudessa 51 

6.1 TIM-järjestelmä sähkötekniikan opetuksessa 51 

6.2 Käyttömahdollisuuksia matematiikan opetuksessa 54 

6.3 Käänteinen opetus 55 

6.4 Itse- ja vertaisarviointi 55 



4 

6.5 Opinnäytetöiden kirjoittaminen 56 

6.6 Yhteenveto tulevaisuuden käyttömahdollisuuksista 57 

7 Johtopäätökset 58 

Lähteet 64 

Liitteet 69 

Liite 1. Piirianalyysi A -kurssin TIM-materiaali. 69 

Liite 2. Palautekyselyn tulokset (2022). 83 



5 

 

Kuvat 
 
Kuva 1. TIM-järjestelmän ominaisuudet. 22 

Kuva 2. Esimerkki luentoseinästä ja luentokyselyistä (TIM, 2023). 25 

Kuva 3. TIM-järjestelmän tekstieditori ja tehtävätyypin valitseminen. 28 

Kuva 4. Esimerkki monivalintatehtävästä. 32 

Kuva 5. Syöttökenttä -tehtävään liittyvä kuva, jonka perusteella opiskelija 

 määrittää vaihtosähköön liittyviä arvoja. 33 

Kuva 6. Vastauskenttä ja palaute tehtävään. 33 

Kuva 7. Esimerkki GeoGebra-tehtävästä (GeoGebra, 2022). 36 

Kuva 8. Esimerkki STACK-tehtävästä. 39 

Kuva 9. Esimerkki kuvassa 8 esitetyn STACK-tehtävän automaattisesta palautteesta. 40 

Kuva 10. Opiskelijoiden vastaukset väittämään 2.2. TIMin sisältö oli selkeä ja 

 ymmärrettävä (liite 2). 45 

Kuva 11. Opiskelijoiden vastaukset väittämään 2.6. Pidän oppimiseni kannalta  

 TIMiä parempana kuin Moodlea (liite 2). 46 

Kuva 12. Opiskelijoiden vastaukset väittämään 2.5. STACKin käyttö TIM-ympäristössä  

 on minulle teknisesti vaivattomampaa (liite 2). 48 

Kuva 13. Esimerkki simulointitehtävästä, jossa käyttäjä voi muuttaa siirtofunktion  

 arvoja ja piirtää kuvaajan Octavella (TIM, 2017). 52 

Kuva 14. TIM-järjestelmässä ajettu siirtofunktion koodi ja sen mukaan piirretty 

 askelvasteen kuvaaja Octavessa (TIM, 2017). 53 

 

Taulukot 
 

Taulukko 1. Hyvän verkko-opetuksen piirteitä ja vaatimuksia. 17 

Taulukko 2. Opiskelijoiden vastaukset väittämään ”Edellä aineistossa 

     olevista opetustavoista minua auttoivat eniten…” 49 

  

 



6 

Algoritmit 
 
Algoritmi 1. Esimerkki tehtävästä YAML-kielellä. 30 

Algoritmi 2. Syöttökentän luominen ja lyhyt palaute. 34 

 
Lyhenteet 
 

HTML 

LaTeX 

Moodle 

 

STACK 

 

TIM 

XML 

YAML 

 

 

 

Hypertext Markup Language, hypertekstin merkintäkieli 

Ladontajärjestelmä  

Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment, 

virtuaalinen oppimisympäristö 

System for Teaching and Assessment using a Computer Algebra Kernel, 

ohjelmisto, jonka avulla voi luoda tehtäviä opetuskäyttöön 

The Interactive Material, interaktiivinen luentomoniste 

Extensible Markup Language, merkintäkieli 

YAML Ain’t Markup Language, merkintäkieli 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 



7 

 
Termit 
 
Dynaamisuus Tehtävä, jossa käyttäjä voi muokata tai siirtää objekteja ja jossa teh-

tävän tulokset mukautuvat käyttäjän toiminnan mukaan. 

 
Interaktiivisuus Ihmisen ja tietokoneen välillä tapahtuvaa vuorovaikutusta. 

 
Plugin TIM-järjestelmän upotettu komponentti, kuten interaktiivinen har-

joitustehtävä. 

 
Visualisointi  Tiedon havainnollistamista esimerkiksi kuvan avulla. 



8 

1 Johdanto 

1.1 Työn tausta 

Sähkötekniikassa sovelletaan luonnontieteitä ja yliopistotasolla opinnot edellyttävät ma-

tematiikan ja fysiikan perusteiden ymmärtämistä. Lähes kaikki sähkötekniikan ilmiöt ja 

käsitteet ovat abstrakteja, jolloin niitä voi olla vaikeaa hahmottaa. Sähkötekniikan teo-

reettisen taustan ymmärtäminen on kuitenkin tärkeää, jotta opiskelija voi syvällisesti ym-

märtää myös käytännössä sähkölaitteiden ja -järjestelmien toimintaa.  

Vaasan yliopiston teoreettisen sähkötekniikan kursseilla on havaittu joitakin haasteita, 

joihin on pyritty kehittämään erilaisia ratkaisuja. Osalta opiskelijoista puuttuu laskuru-

tiini, tai matematiikan ja fysiikan perusteet eivät ole tarpeeksi hyvin hallussa. Lisäksi on 

huomattu, että tehtäviä tehdessään opiskelijat eivät aina piirrä tarvittavia kuvia, jotka 

auttaisivat hahmottamaan tehtävän paremmin. Toisinaan opiskelija saattaa vain kopi-

oida laskuesimerkkejä passiivisesti, jolloin hän ei pohdi ratkaisua itse välttämättä ollen-

kaan eikä syvällistä oppimista tapahdu. Haasteellisiksi koettujen tehtävien ratkaiseminen 

saatetaan luovuttaa helposti tai niissä turvaudutaan ulkoa opetteluun. Lisäksi heikenty-

nyt opiskelumotivaatio voi vaikuttaa negatiivisesti kurssimenestykseen. (Ellonen, Vesa-

puisto & Vekara, 2022) 

Yksi ratkaisu edellä mainittuihin haasteisiin on kehittää erilaisia verkkotehtäviä, jotka ha-

vainnollistavat vaikeasti ymmärrettäviä asioita. Viime vuosina on siirrytty entistä enem-

män verkko-opetukseen, joten sähköisillä oppimisympäristöillä on nyt aiempaa merkit-

tävämpi rooli opetuksessa. Vaikka verkko-opetuksen suunnittelu aiheuttaa lisätyötä ja 

haasteita, erilaiset verkon opetustyökalut voivat toisaalta myös lisätä joustavuutta opis-

keluun ja ne mahdollistavat uusien ja monipuolisten tehtävätyyppien luomisen ja käyt-

tämisen. Verkkopohjaisten oppimisympäristöjen avulla voidaan muun muassa tukea it-

seopiskelua ja luoda vuorovaikutteista oppimateriaalia.  



9 

Vaasan yliopisto osallistui vuosina 2018–2021 toteutettuun ÄlyOppi-hankkeeseen, jonka 

tarkoituksena oli esitellä ja kehittää erilaisia sähköisiä oppimisympäristöjä korkeakoulu-

jen yhteiseen käyttöön. Hankkeen aikana kehitettiin Vaasan yliopiston toimesta auto-

maattisesti tarkastettavia verkkotehtäviä Piirianalyysi A -kurssille, joka käsittelee teoreet-

tista sähkötekniikkaa. Tehtävät toteutettiin STACK-järjestelmän avulla (System for Teach-

ing and Assessment using a Computer algebra Kernel). STACK on ohjelmisto, jonka avulla 

voidaan toteuttaa tietokoneavusteista, automaattista arviointia sekä luoda matemaatti-

sia tehtäviä ja kysymyksiä Moodle-pohjaisille oppimisalustoille.  

STACK-tehtävien tarkoituksena oli havainnollistaa piirianalyysin kurssin asioita ja auttaa 

sisäistämään edeltävällä luennolla läpi käytyä teoriaa. Tehtävät olivat satunnaistettuja, 

eli opiskelijalle arvottiin jokaiselle suorituskerralle eri versio samasta tehtävätyypistä. Sa-

tunnaistamisen tarkoituksena oli vähentää ulkoa opettelua ja auttaa opiskelijaa ymmär-

tämään tehtäviä syvällisesti. Tehtävät olivat automaattisesti tarkastettavia ja niistä sai 

palautteen välittömästi. Lisäksi tehtävissä voitiin hyödyntää visuaalisuutta toteuttamalla 

erilaisia kuvia, kuten piirikaavioita, erityisen JSXGraph-kirjaston avulla. (Ellonen, 2021) 

STACK-tehtävät ovat olleet käytössä Piirianalyysi A -kurssilla vuodesta 2019 alkaen ja ne 

ovat saaneet opiskelijoilta hyvää palautetta. STACK-tehtäviä on tutkittu Vaasan yliopiston 

lisäksi myös muun muassa Helsingin yliopistossa ja Tampereen yliopistossa matematii-

kan ja fysiikan kursseilla (Kulmala, 2019; Mäkelä, 2016). Tutkimukset osoittavat, että 

opiskelijat ovat suhtautuneet vuorovaikutteisiin, automaattisesti tarkastettaviin verkko-

tehtäviin positiivisesti ja ne ovat edistäneet oppimista. ÄlyOppi-hankkeen aikana STACK-

tehtäviä kehitettiin sähkötekniikan lisäksi myös muun muassa konetekniikkaan Oulun yli-

opiston toimesta ja fysiikkaan Helsingin yliopiston toimesta. Näitä eri aloihin liittyviä 

STACK-tehtäviä kerättiin korkeakoulujen yhteiseen Abacus-materiaalipankkiin (ÄlyOppi, 

2020). 

TIM-järjestelmä (The Interactive Material) puolestaan on eräs toinen ÄlyOppi-hankkees-

sakin esitellyistä digitaalisista oppimisalustoista. Tämän diplomityön tarkoituksena on 

tutkia, miten TIM-järjestelmää voisi hyödyntää Vaasan yliopiston sähkötekniikan opetuk-

sessa. TIM-järjestelmässä voidaan luoda erilaisten ohjelmistojen avulla samankaltaisia 



10 

tehtäviä kuin STACK-järjestelmässä. Valmiita STACK-tehtäviä on myös mahdollista upot-

taa TIM-järjestelmään, ja tehtävien integroiminen on yksi osa tätä diplomityötä. Lisäksi 

kartoitetaan, mitä muita piirteitä TIM-järjestelmässä voidaan hyödyntää STACK-tehtä-

vien lisäksi. Tavoitteena oli luoda monipuolista ja vuorovaikutteista materiaalia, jonka 

avulla voidaan havainnollistaa vaikeasti ymmärrettäviä asioita ja aktivoida opiskelijaa.  

1.2 Tutkimuskysymykset ja työn rakenne 

Tässä tutkimuksessa pyritään vastaamaan seuraaviin tutkimuskysymyksiin: 

• Miten TIM-oppimisympäristöä voidaan hyödyntää Vaasan yliopiston sähköteknii-

kan opetuksessa yleisesti, ja erityisesti Piirianalyysi A -kurssilla?  

• Mitkä opetustavat auttavat oppimaan parhaiten?  

• Mitä mieltä Piirianalyysi A:n opiskelijat ovat TIM-järjestelmästä ja minkälaisen 

TIM-sisällön opiskelijat kokevat hyödyllisimmäksi? 

Aluksi luvussa 2 tutustutaan oppimiseen liittyviin käsitteisiin ja teorioihin. Lisäksi pohdi-

taan verkko-opetuksen tuomia mahdollisuuksia ja selvitetään, miten teknologiaa voi-

daan hyödyntää aktiivista ja vuorovaikutteista oppimista tehostavana työkaluna. Luvussa 

tutustutaan myös sähkötekniikkaan ja Piirianalyysi A -kurssiin, jossa TIM-järjestelmää 

testattiin.  

Luvussa 3 esitellään TIM-järjestelmä ja kerrotaan perusteet sen rakenteesta ja ominai-

suuksista. Luvussa 4 esitellään materiaali, joka luotiin Piirianalyysi A -kurssille ja näyte-

tään esimerkkejä tehtävistä. Opiskelijoiden käyttökokemuksia ja suhtautumista TIM-jär-

jestelmään käydään läpi luvussa 5. Luvussa esitetään tuloksia kyselystä, jossa opiskeli-

joilta pyydettiin palautetta TIM-järjestelmän toimivuudesta sekä materiaalin ja eri ope-

tuskeinojen hyödyllisyydestä. Lopuksi luvussa 6 pohditaan, miten TIM-järjestelmää voisi 

tulevaisuudessa hyödyntää Vaasan yliopiston sähkötekniikan opetuksessa vieläkin moni-

puolisemmin. Tutkimuksen johtopäätökset esitetään luvussa 7. 



11 

2 Opetuksen ja oppimisen teoriaa 

Oppimisen kynnykset ja haasteet on tärkeää tunnistaa ja oppia ratkaisemaan jo opinto-

jen alkuvaiheessa, jotta ne eivät toistu myöhemmillä kursseilla tai lopulta työelämässä. 

Nykyään modernit opetustyylit pyrkivät aktiiviseen ja syväsuuntautuneeseen oppimi-

seen. Lisäksi tavoitteena on motivoida opiskelijaa luomalla mielekkäitä, kiinnostavia ak-

tiviteetteja. Digiteknologia ja erilaiset laadukkaat verkkomateriaalit toimivat tähän hy-

vänä apuvälineenä.  

Tässä luvussa käsitellään keskeisiä oppimiseen vaikuttavia tekijöitä ja taustalla vaikutta-

via teorioita. Sen jälkeen esitellään, miten tietoverkkoa ja digitaalisia oppimisympäristöjä 

voidaan hyödyntää osana opetusta. Luvussa pohditaan, mitkä ovat hyvän verkkotehtä-

vän piirteitä ja vaatimuksia sekä mitkä ominaisuudet ja tekijät verkko-opetuksessa edis-

tävät oppimista. Näiden kysymysten perusteella TIM-materiaalia lähdettiin kehittämään, 

jotta verkkomateriaalista saadaan mahdollisimman motivoiva ja oppimista edistävä. Li-

säksi käsitellään sähkötekniikan ja erityisesti piirianalyysin opetusta Vaasan yliopistossa. 

2.1 Oppimiskäsitykset 

Oppiminen on yksilöllinen prosessi ja siihen vaikuttavat muun muassa oppijan aikaisem-

mat tiedot ja muut taustatekijät, oppimisympäristö, oppijan tekemät havainnot ja tulkin-

nat, motivaatio, oppimistyylit ja oppimisstrategiat. Kaikki opetustavat perustuvat johon-

kin oppimiskäsitykseen, joka on käsitys siitä, miten oppiminen tapahtuu. Oppimiskäsi-

tykset toimivat myös lähtökohtana siihen, millä tavalla teknologiaa hyödynnetään ope-

tuksessa ja opiskelussa. Nykyisen käsityksen mukaan oppiminen on aktiivista tiedon ra-

kentamista, jossa uusi tieto sulautetaan oppijan aikaisempiin kokemuksiin ja tietoraken-

teisiin. (Rikala, 2011) 

Tämän tutkimuksen kannalta kolme keskeistä oppimiskäsitystä ovat behaviorismi, kogni-

tivismi ja konstruktivismi. Behaviorismi oli ensimmäinen tieteellinen lähestymistapa, kun 

alettiin tutkia oppimista. Se perustuu ajatukseen, että tietoa siirretään oppijalle muuttu-

mattomana. Behaviorismissa keskitytään lähinnä ihmisen ulkoiseen käyttäytymiseen, 



12 

kuten siihen, pystyykö oppija toistamaan oppimaansa tietoa kokeessa (Rikala, 2011). 

Kumpulaisen (2000) mukaan behaviorismiin liittyy käyttäytymisen säätely, jossa toivot-

tua käyttäytymistä vahvistetaan ja kielteistä käyttäytymistä heikennetään. Oppijan sisäi-

siä prosesseja ja mielen toimintaa ei oteta huomioon, vaan oppija nähdään passiivisena 

tiedon vastaanottajana. Passiivisuus voi kuitenkin joissain tapauksissa johtaa pinnalli-

seen oppimiseen ja ulkoa opetteluun. Vaikka behaviorismi voi olla joissain tilanteissa te-

hokas opetustapa, on käyttöön otettu myös muita oppimiskäsityksiä, jotka korostavat 

opiskelijan omaa aktiivista toimintaa, omatoimisuutta ja itseohjautuvuutta, joiden on 

tarkoitus johtaa syvällisempään ymmärrykseen (Rikala, 2011). 

Kognitiivinen oppimiskäsitys puolestaan huomioi myös oppijan sisäiset tekijät ja mielen 

toiminnot, kuten havainnoimisen, muistin ja ajattelemisen. Tässä suuntauksessa ihminen 

nähdään aktiivisena tiedon prosessoijana ja käsittelijänä. Oppiminen tapahtuu kognitii-

visten prosessien tuloksena, ja tärkeintä oppimisessa on oppijan oma toiminta ja omat 

sisäiset prosessit. Suuntauksessa keskeistä on aktiivisuus, tavoitteet ja palaute. (Rikala, 

2011) 

Konstruktivismi on nykyisin vallalla oleva oppimiskäsitys, ja se perustuu pitkälti kognitii-

viseen oppimiskäsitykseen. Konstruktivistisessa suuntauksessa ajatellaan, että oppija ra-

kentaa oman tulkintansa tiedosta aikaisempien kokemustensa ja tietojensa pohjalta. Op-

piminen tapahtuu, kun luodaan yhteyksiä uuden ja vanhan tiedon välille. Oppija ei siis 

vain vastaanota passiivisesti tietoa, vaan oppiminen on aktiivista ja vuorovaikutteista tie-

don rakentamista. Tässä suuntauksessa oppijaa kannustetaan ongelmanratkaisuun, kriit-

tiseen pohdiskeluun, keskusteluun ja tutkimiseen. Asioiden ymmärtäminen on tärkeäm-

pää kuin se, kuinka paljon asioita on opittu. (Kumpulainen, 2000) 

Lisäksi nykyisin oppijalle annetaan enemmän vastuuta oppimisprosessissa. Opettajan 

rooli muuttuu tiedon jakajasta oppimisprosessin ohjaajaksi, ja päätavoitteita ovat oppi-

misprosessin edistäminen ja tukeminen, oppimisen syventäminen sekä ongelmien ja op-

pimisen haasteiden tunnistaminen. (Kotovaara-Tavasti, 2017) 



13 

Perinteisen opetuksen lisäksi myös verkko-opetus perustuu pääosin konstruktivistiseen 

pedagogiikkaan (Kumpulainen, 2000). Virtuaalisia oppimisympäristöjä ei nähdä pelkäs-

tään tiedonsiirtojärjestelminä, joissa ainoastaan jaetaan oppimateriaali ja palautetaan 

tehtäviä, vaan niitä voidaan myös hyödyntää alustana, jonka avulla opiskelija rakentaa 

käsityksensä uudesta asiasta jonkin aktiviteetin avulla, kuten simuloimalla, muokkaa-

malla ja kokeilemalla eri ideoita, saaden siitä samalla välitöntä palautetta. (Tanskanen, 

2017)  

2.2 Virtuaaliset oppimisympäristöt osana opetusta 

Nykyään vallalla olevan oppimiskäsityksen mukaan on tärkeää, että opiskelija osallistuu 

aktiivisesti oppimisprosessiin. Perinteisen eli paikan päällä tapahtuvan opetuksen hyviä 

puolia ovat vuorovaikutus opettajan ja opiskelijoiden välillä, sosiaalisuus ja keskustelu. 

Usein kuitenkin pelkällä perinteisellä luento-opetuksella voi olla passivoiva vaikutus opis-

kelijaan, sillä keskittyminen voi helposti herpaantua, jos opetus ei sisällä mitään vuoro-

vaikutteista toimintaa. Sen vuoksi luentojen rinnalle pyritään lisäämään opetuskeinoja, 

jossa opiskelijalta vaaditaan aktiivisempaa osallistumista (Kulmala, 2019). Tässä alalu-

vussa kerrotaan, miten digitaalisia oppimisympäristöjä voidaan hyödyntää aktiivista ja 

vuorovaikutteista oppimista tehostavana työkaluna.  

2.2.1 Aktiivinen oppiminen ja interaktiivisuus 

Aktiivista oppimista voidaan toteuttaa monin tavoin. Keskeistä on, että opiskelija itse 

osallistuu jollain tavalla aktiivisesti oppimisprosessiin. Tavoitteena on, että erilaiset akti-

viteetit saavat opiskelijan pohtimaan, jäsentelemään omia tietojaan ja tekemään johto-

päätöksiä. Aktiivista oppimista voidaan toteuttaa sekä yksilö- että ryhmätyöskentelyn 

avulla, ja opetuskeinoja ovat muun muassa ongelmanratkaisu, keskustelu, oppimista tes-

taavat kyselyt ja simulaatio. (Rikala, 2011)  

Oppimisympäristö voi olla sähköinen eli digitaalinen tai fyysinen ja vuorovaikutteisuutta 

voidaan toteuttaa molemmissa. Vuorovaikutteisuudella tarkoitetaan kaksisuuntaista 

kommunikaatiota kahden tai useamman ihmisen välillä. Kasvokkain tapahtuvan vuoro-



14 

vaikutuksen lisäksi vuorovaikutusta voi tapahtua myös teknologian välityksellä, ja esi-

merkiksi ihmisen ja tietokoneen välillä (So & Brush, 2008). Ihmisen ja tietokoneen välillä 

tapahtuvaan vuorovaikutukseen viitataan usein termillä interaktiivisuus. Tässä työssä 

keskitytään sähköisiin, interaktiivisiin oppimisympäristöihin, ja tutkitaan miten niiden 

hyödyntäminen voi tukea oppimista.  

2.2.2 Hyvän verkkotehtävän piirteitä ja vaatimuksia 

Oppimisen tueksi on kehitetty paljon erilaisia virtuaalisia oppimisalustoja. Verkkopohjai-

set oppimisalustat mahdollistavat etäopiskelun ja kurssin itsenäisen suorittamisen, usein 

ajasta tai paikasta riippumatta. Usein opiskelijat itsekin arvostavat, jos oppimisen voi 

suorittaa omaan tahtiin. Verkkopohjaiset alustat sopivat hyvin myös suurille opiskelija-

määrille, sillä esimerkiksi verkkotehtävien automaattinen tarkastus säästää resursseja 

(Ellonen, 2021).  

Interaktiivisuutta hyödyntämällä voidaan toteuttaa monipuolista ja mielikuvituksellista-

kin materiaalia, joka hyvin suunniteltuna voi motivoida ja innostaa oppimaan. Interaktii-

vinen materiaali huomioi erilaiset oppimistyylit, ja sen on huomattu sopivan erityisesti 

visuaalisille oppijoille paremmin kuin pelkkä kirjallinen materiaali (Doering, Mu, 2009). 

Toisaalta Kotovaara-Tavasti (2017) toteaa, että opetuksessa kannattaa yhdistää eri aisti-

kanaviin perustuvia esitystapoja, kuten kielellistä ja visuaalista materiaalia, jotka kuor-

mittavat muistin eri osa-alueita. Materiaalissa voi esimerkiksi olla kirjoitetun tekstin 

ohella kuvia, animaatiota, ääntä ja näiden yhdistelmiä.  

Opetusta ja oppimateriaalia suunniteltaessa on tärkeää miettiä, miten voidaan saavuttaa 

asioiden syvällinen ymmärtäminen pinnallisen ulkoa opettelun sijaan. Erityisesti teoreet-

tisilla kursseilla voidaan helpottaa asioiden ymmärtämistä havainnollistamisen avulla. 

Havainnollistaminen tarkoittaa jonkin teoreettisen tai abstraktin käsitteen esittämistä 

käytännönläheisemmässä ja helpommin ymmärrettävässä muodossa. Sähköiset oppi-

misympäristöt tarjoavat monipuolisia keinoja erityisesti grafiikan hyödyntämiseen. Tä-

hän liittyy käsite visualisointi, joka tarkoittaa havainnollistamista esimerkiksi kuvan, vi-

deon, kuvaajan, animaation tai simulointiohjelman avulla. Pelkän kuvan ja tekstin lisäksi 



15 

voidaan luoda myös dynaamista sisältöä, jossa opiskelija pääsee klikkailemaan ja liikut-

telemaan erilaisia komponentteja tehtävässä tai kuvassa. (Tanskanen, 2017) Dynaami-

sissa tehtävissä ei tarvitse määrittää vastausta kirjoittamalla tai laskemalla, vaan vastaus 

annetaan yleensä muuttuvan kuvan perusteella.  

Välitön, automaattinen palaute on yksi hyvän verkkotehtävän keskeinen ominaisuus. 

Teoreettisen sähkötekniikan tehtävät sisältävät usein laskemista tai esimerkiksi yhtälön-

muodostusta, ja oikeita ratkaisuja on äärellinen määrä. Näin ollen voidaan suunnitella 

tietokoneohjelma, joka tunnistaa automaattisesti, onko annettu vastaus oikein vai väärin. 

Lisäksi tehtävään voidaan tulostaa automaattinen palaute, joka ohjaa kohti oikeaa rat-

kaisua, jos vastaus menee aluksi väärin. Rakentava ja ohjaava palaute voi motivoida opis-

kelijaa yrittämään ratkaisua uudelleen, ja sen avulla opiskelija voi tunnistaa ja korjata 

yleisiä virhekäsityksiä. (Mäkelä, 2016) Tietokoneavusteista arviointia voidaan toteuttaa 

yksinkertaisimmin monivalintatehtävissä, mutta myös monimutkaisemmin dynaamisesti 

muuttuvissa tehtävissä. Satunnaistus on myös yksi verkkotehtävän tärkeä ominaisuus. 

Kun opiskelijalle arvotaan eri versio samasta tehtävästä, voidaan vähentää ulkoa opette-

lua ja lisäksi opiskelijan oma laskurutiini kehittyy, kun samankaltaisia tehtäviä toistetaan 

monta kertaa. (Ellonen, 2021) 

Hyvän opetuksen lisäksi oppiminen riippuu pitkälti myös opiskelijan sisäisestä motivaa-

tiosta, joten sitä on syytä tukea erilaisin keinoin. Kun tehtävä ratkaistaan oikein, kannus-

tava palaute ja mahdollisesti lisäpisteillä palkitseminen saavat aikaan onnistumisen ko-

kemuksen ja kyvykkyyden tunteen, ja ne voivat motivoida opiskelijaa ratkaisemaan yhä 

haastavampia tehtäviä. Verkkotehtävissä on tärkeää edetä portaittaisesti askel kerrallaan 

kohti vaikeampia tehtäviä, sillä liian nopeasti vaativiin tehtäviin siirtyminen voi heikentää 

motivaatiota (Mäkelä, 2016). Lisäksi yksi motivoinnin keino on pelillistäminen, jossa teh-

täviin tuodaan pelille tyypillisiä elementtejä, jotka elävöittävät materiaalia ja tekevät op-

pimisesta mieleenpainuvampaa. (Sanjaya, Ferdianto & Titan, 2020) 

Verkkopohjaiset oppimisympäristöt voivat tallentaa tietoa opiskelijan toiminnasta, jonka 

dataa analysoimalla voidaan tunnistaa opiskelijoiden virhekäsityksiä tai mahdollisia 



16 

puutteita tiedoissa, jolloin opetuksessa voidaan keskittyä tarkasti korjaamaan niitä. 

(Isomöttönen, Lakanen & Lappalainen, 2019) 

Vaikka verkko-opetuksella ei useinkaan pystytä täysin korvaamaan lähiopetusta, se toi-

mii vähintäänkin hyvänä lisänä luento-opetuksen rinnalla. Verkko-opetuksen suunnitte-

luun ja toteutukseen liittyy kuitenkin joitakin keskeisiä vaatimuksia ja haasteitakin. Suun-

nittelu vaatii alussa opettajalta paljon työtä ja resursseja, ja uuden järjestelmän omaksu-

minen vie aikaa niin opettajalta kuin opiskelijaltakin. Tehtävien luominen voi vaatia uu-

den ohjelmointikielen tai syntaksin opettelua (Mäkelä, 2016).  

Itse teknologia ei automaattisesti paranna opetuksen laatua, vaan sitä pitää osata hyö-

dyntää oikealla tavalla osana oppimisympäristöä. Tekninen toimivuus, tuttuus ja helppo-

käyttöisyys ovat keskeisiä kriteerejä virtuaalisen oppimisympäristön ja verkkotehtävien 

suunnittelussa. Järjestelmän käytön keskiössä on ihminen tekniikan käyttäjänä. Käytön 

opettelu ei saa kuormittaa tarpeettomasti, jotta opiskelijan voimavarat saadaan suun-

nattua itse asian oppimiseen. Verkkoympäristön ja -tehtävien käytön tulee myös olla pe-

dagogisesti perusteltua, eli niistä täytyy olla selvää hyötyä oppimisen kannalta. (Rikala, 

2011)  

Verkko-opetuksen tarjoamat mahdollisuudet ja toteutukseen liittyvät vaatimukset on tii-

vistetty taulukossa 1.  

 

 

 

 

 

 



17 

Taulukko 1. Hyvän verkko-opetuksen piirteitä ja vaatimuksia. 

Verkko-opetuksen mahdollisuuksia ja   

hyvän verkkotehtävän piirteitä 

Verkko-opetuksen suunnittelun ja toteu-

tuksen vaatimuksia 

• Aktivointi ja vuorovaikutus 

• Automaattinen pisteytys ja pa-
laute 

• Oppimisen testaus monipuolisesti 

• Eri oppimistyylien huomiointi 

• Havainnollistaminen 

• Visualisointi 

• Laskurutiinin kehittäminen esi-
merkiksi toistojen avulla 

• Satunnaistus 

• Oppimisen seuranta analytiikkaa 
hyödyntäen 

• Sisäisen motivaation ja mielen-
kiinnon herättäminen esimerkiksi 
pelillistämisen avulla 

• Ajasta ja paikasta riippumatto-
muus 

 

• Tekninen toimivuus 

• Helppokäyttöisyys 

• Hyödyllisyys oppimisen kannalta 

• Ajankäyttö 

• Materiaalin etukäteissuunnittelu 

• Uusien ajattelutapojen omaksu-
minen 

• Ohjelmointiosaaminen 
 

 

2.3 Sähkötekniikan opetus 

Erilaista verkkopohjaista, interaktiivista materiaalia on kehitetty opiskelun tueksi yliopis-

toissa sekä Suomessa että maailmanlaajuisesti. Sähkötekniikan osalta löytyi joitakin tut-

kimuksia, joissa verkkotehtävillä pyrittiin muun muassa vahvistamaan perusteiden ym-

märtämistä ja havainnollistamaan teorian ja käytännön välistä yhteyttä.  

Esimerkiksi Meegahapola & Thilakarathne (2019) toteuttivat verkkopohjaista materiaalia 

sähköverkkoihin liittyvälle peruskurssille. Tavoitteena oli lisätä harjoitustehtäviin moni-

puolisuutta ja vaihtelevuutta hyödyntämällä interaktiivisuutta ja tehtävien satunnais-

generointia. Opiskelijoille voitiin esittää erilaisia versioita sähköverkkojen malleista, ja li-

säksi laskemiseen käytettävät parametrit arvottiin satunnaisesti. Tehtävissä edettiin opis-

kelijan osaamistason mukaan helpommista tehtävistä haastavampiin, ja samalla tehtä-

vistä annettiin automaattista, sanallista palautetta. 



18 

Babenko ym. (2022) puolestaan toteuttivat materiaalia sähkökoneita käsittelevälle kurs-

sille. Kurssin eri aiheet jaettiin omiin moduuleihinsa, joita opiskelijat suorittivat perehty-

mällä ensin aiheeseen liittyvään teoriaan katsomalla esimerkiksi luentotallenteen tai 

opetusvideon. Heti tämän jälkeen oppimista testattiin lyhyiden laskutehtävien tai kysy-

mysten avulla.  

Samankaltaista lähestymistapaa käytettiin myös Sambamurthyn ym. (2019) tutkimuk-

sessa piirianalyysin opetuksessa. Kurssilla oli käytössä digitaalinen oppikirja, josta opis-

kelijat lukivat ensin aiheeseen liittyvää teoriaa, ja teorian yhteydessä suoritettiin erilaisia 

laskutehtäviä sekä harjoituksia muun muassa virtapiirien yhtälöiden muodostamisesta. 

Kehittyneemmät materiaalit sisältävät myös dynaamisesti muuttuvia tehtäviä ja simu-

lointia. Näiden tutkimusten mukaan verkkopohjainen oppimateriaali muistuttaa siis par-

haimmillaan oppikirjaa, johon on lisätty erilaisia interaktioita, kuten laskutehtäviä, mo-

nivalintakysymyksiä ja simulointitehtäviä. 

Vaasan yliopiston sähkötekniikan opinnoissa keskitytään esimerkiksi sähkökoneisiin, te-

hoelektroniikkaan ja sähköverkkoihin. Ymmärtääkseen sähkötekniikan sovelluksia opis-

kelijan on ymmärrettävä perusteet matematiikasta ja fysiikasta, joiden avulla voidaan 

selittää sähkötekniikan ilmiöitä. Lisäksi pitää ymmärtää sähkötekniikan teoreettinen 

tausta, joka luo pohjan myöhemmille, soveltaville kursseille. Vaasan yliopistossa teoreet-

tiseen sähkötekniikkaan kuuluvat aluksi peruskurssit Piirianalyysi A ja Piirianalyysi B, sekä 

myöhemmin kenttäteoriaa.  

2.4 Piirianalyysi A -kurssi Vaasan yliopistossa 

Tätä diplomityötä varten TIM-järjestelmään luotiin materiaalia, jota testattiin Piiriana-

lyysi A -kurssilla. Piirianalyysi A kuuluu sähkö- ja energiatekniikan opintosuunnan pakol-

lisiin opintoihin. Kurssin alussa opiskelijalla tulisi olla suoritettuna tekniikan perusopin-

toihin sisältyviä matematiikan ja fysiikan peruskursseja, ja lisäksi tulisi ymmärtää lukio-

tason matematiikan ja fysiikan perusteet. Myös kurssin aikana on saatavilla kertausma-

teriaalia kirjallisuuden ja opetusvideoiden muodossa. Piirianalyysi A -kurssilla käsitellään 



19 

tasa- ja vaihtovirtapiirejä. Sen aikana tutustutaan muun muassa piirien peruskom-

ponentteihin, Kirchhoffin ja Ohmin lakeihin sekä erilaisiin ratkaisumenetelmiin, joiden 

avulla voidaan analysoida virtapiirien toimintaa. (Ellonen, Vesapuisto & Vekara, 2022)  

Viikoittaisilla luennoilla käydään aluksi läpi kyseisen luentoviikon aiheen teoria. Kurssilla 

hyödynnetään verkkopohjaisena oppimisalustana Moodlea, josta löytyvät kurssilla käy-

tettävät materiaalit ja tehtävät. Seuraavaksi luentojen jälkeen opiskelijat ratkaisevat vii-

koittain STACK-tehtäviä, joiden tavoitteena on havainnollistaa luennolla käytyä teoriaa. 

STACK-tehtäviä on käytetty Piirianalyysi A -kurssilla vuodesta 2019 asti, ja niiden on ha-

vaittu vahvistavan perusteiden ymmärtämistä ja parantavan opiskelijoiden laskurutiinia. 

Tehtävät ovat yksinkertaisempia ja lyhempiä, kuin varsinaiset laskuharjoitustehtävät. 

Kaikki tehtävät eivät sisällä laskemista, vaan niissä voidaan harjoitella esimerkiksi virta-

piirien yhtälöiden muodostamista. STACK-tehtävien jälkeen opiskelijat siirtyvät sitten rat-

kaisemaan hieman vaativampia laskuharjoitustehtäviä, jotka viikon lopulla käydään yh-

dessä läpi laskuharjoitustunneilla. Kurssiin on kuulunut myös simulointiharjoitukset sekä 

välikokeet tai tentti (Ellonen, 2021). Vaikka tässä diplomityössä keskitytään lähinnä ihmi-

sen ja tietokoneen väliseen vuorovaikutukseen, myös ihmisten välinen sosiaalinen vuo-

rovaikutus on eduksi oppimisen kannalta. Piirianalyysi A -kurssilla kannustetaan opiske-

lijoita pohtimaan ja laskemaan tehtäviä yhdessä sekä esittämään ratkaisuja laskuharjoi-

tustunneilla. Sosiaalista vuorovaikutusta on siis opiskelijoiden kesken sekä opiskelijoiden 

ja opettajan välillä. Verkkotehtävät ja interaktiivinen materiaali toimivat tässä tukena ja 

apuvälineenä muun opetuksen rinnalla.  

Piirianalyysi A -kurssia pidetään yhtenä haastavimmista ensimmäisen vuoden kursseista 

(Ellonen, Vesapuisto & Vekara, 2022). Kurssin aikana voi ilmetä oppimisen haasteita, jos 

matematiikan ja fysiikan perusteet eivät alussa olekaan tarpeeksi hyvin hallussa, tai opis-

kelijan laskurutiini ei ole muodostunut tavaksi. Tehtävien ratkaisu voi myös epäonnistua, 

jos piireihin liittyviä lakeja ei ole sisäistetty kunnolla, jolloin yhtälöiden muodostaminen 

lakien mukaisesti on vaikeaa. Tehtävien ratkaisuja tulisi pohtia kriittisesti ja arvioida tu-

losten järkevyyttä ja realistisuutta. Lisäksi piirianalyysin kursseilla on erittäin tärkeää piir-



20 

tää kuva piirikaaviosta ja merkitä siihen esimerkiksi virtojen ja jännitteiden referenssi-

suuntanuolet, sillä tehtävän ratkaisu on todella vaikeaa, jos kuvaa ei piirretä ollenkaan. 

(Ellonen, 2021).  

Eräs matemaattisesti haastava aihepiiri Piirianalyysi A -kurssilla on ollut kompleksiluvut.  

Ne eivät kuulu lukion matematiikan pakolliseen oppimäärään, joten ainakin osalle opis-

kelijoista ne tulevat yliopistossa täysin uutena aiheena ja ajattelutapana. Vaasan yliopis-

tossa opiskelijat käyvät ensin tekniikan perusopintoihin kuuluvan matematiikan kurssin 

Lineaarialgebra 1, joka käsittelee kompleksilukuja, sillä niitä tarvitaan Piirianalyysi A:n 

vaihtosähköpiirien osoitinlaskennassa. Kompleksitason hahmottaminen, laskusääntöjen 

ymmärtäminen ja kompleksiluvuilla laskeminen rutiininomaisesti on erittäin tärkeää, 

jotta voidaan ratkaista vaihtosähköön liittyviä perustehtäviä. Sen vuoksi ne valittiin tässä 

diplomityössä kehitetyn TIM-materiaalin aiheeksi. Tavoitteena oli luoda erilaisia interak-

tiivisia tehtäviä, jotka havainnollistavat eri tavoin kompleksilukuja sekä niihin liittyviä 

vaihtovirtapiirejä.  



21 

3 TIM-järjestelmä 

TIM (The Interactive Material) on Jyväskylän yliopiston Informaatioteknologian tiede-

kunnassa kehitetty digitaalinen oppimisympäristö. Tavoitteena oli toteuttaa monipuo-

lista ja interaktiivista oppimateriaalia, ja tuoda kaikki opetuksessa tarvittavat toiminnot 

kätevästi ja kattavasti yhteen järjestelmään. TIM on kirjamaisesti etenevä interaktiivinen 

luentomoniste, jossa tekstin sekaan on mahdollista upottaa erilaisia vuorovaikutteisia 

elementtejä, kuten videoita, kuvia ja harjoitustehtäviä. Järjestelmä on avoimen lähde-

koodin pilvipalvelu, joka on käytettävissä monenlaisilla tietoteknisillä laitteilla ja sitä voi 

hyödyntää minkä tahansa oppiaineen opetuksessa, myös kouluasteesta riippumatta. 

(TIM, 2020) 

 

Teorian sekaan upotettavat harjoitustehtävät voivat olla esimerkiksi monivalintatehtäviä, 

simulointia, ajettavaa ohjelmakoodia tai laskutehtäviä. Tehtävien arviointi voidaan to-

teuttaa automaattisesti tai manuaalisesti, ja pisteytyksen lisäksi voidaan antaa sanallista 

palautetta, joka ohjaa kohti oikeaa ratkaisua (Isomöttönen, Lakanen & Lappalainen, 

2019). Järjestelmä soveltuu hyvin etäopetukseen, paikan päällä tapahtuvaan luento-

opetukseen sekä itseopiskelun tueksi. Kuvassa 1 on esitetty keskeisiä TIM-järjestelmän 

ominaisuuksia, joiden avulla järjestelmää voidaan hyödyntää sekä opettajan että opiske-

lijan näkökulmasta. Ominaisuudet on luokiteltu eri aihealueisiin, joita ovat ryhmäopis-

kelu, itseopiskelu, materiaalin kehittäminen, tehtävät ja niiden arviointi sekä oppimis-

analytiikka. Tässä luvussa käsitellään tarkemmin näitä eri käsitteitä, ja lisäksi käydään läpi 

TIM-järjestelmän rakennetta ja yleisimpiä tehtävätyyppejä. 



22 

 

Kuva 1. TIM-järjestelmän ominaisuudet. 

 



23 

 

TIM-järjestelmän rakenne ja tehtävätyypit 

 

TIM-järjestelmän rakenne on melko yksinkertainen, ja sisältöä on mahdollista luoda il-

man laajaa ohjelmointiosaamista. Dokumentti on pohja, jolle kurssi luodaan, ja se sisäl-

tää kaiken materiaalin ja aktiviteetit, jota kurssilla käytetään. Dokumentti koostuu loh-

koista, jotka voivat olla tavallista tekstiä tai interaktiivisia komponentteja eli plugineita. 

Lohkoja voi luoda itse tai lainata toisen luomasta dokumentista. Tavallisen tekstin kirjoit-

tamiseen käytetään Markdown-merkintäkieltä ja tehtävien määrittelyyn käytetään 

YAML-merkintäkieltä. Järjestelmässä voidaan hyödyntää LaTeX -ladontajärjestelmää, 

jonka avulla matemaattiset merkinnät saadaan muotoiltua oikein. (TIM, 2023) 

 

TIM-järjestelmän plugineita voidaan hyödyntää monipuolisesti erilaisen grafiikan luomi-

seen ja käsitteiden visualisointiin. Visualisointia voidaan toteuttaa muun muassa kuvan, 

videon ja eri matematiikkaohjelmistojen, kuten GeoGebran, Octaven, Maximan tai 

STACK-järjestelmän avulla. Ohjelmoinnin harjoitteluun on oma plugin, jonka avulla voi-

daan ajaa pätkiä eri ohjelmointikielillä. Staattisia tai dynaamisia kuvia ja simulaatioita 

voidaan toteuttaa lähes millä tahansa ajettavalla ja käännettävällä ohjelmointikielellä, 

mutta helpointa tämä on JavaScript-pohjaisilla ratkaisuilla. Lisäksi TIM-järjestelmään on 

integroitu piirtotyökalu DrawIO, jolla voi piirtää kaavioita tai muita kuvia ilman ohjel-

mointia. Muita esimerkkejä plugineista ovat esimerkiksi monivalintatehtävät, avoimet 

numero- ja tekstivastaukset, ja kuvionraahaustehtävät, joissa yhdistetään komponent-

teja tai tekstejä oikeille paikoilleen. Dokumenttiin voidaan myös lisätä pelillisyyttä esi-

merkiksi komponentilla, joka kerää tietoa opiskelijan ratkaisemista tehtävistä ja näyttää 

ansaitut pisteet pelimäisenä kuvana (TIM, 2023). Tässä työssä toteutettuja tehtäviä ja 

niiden ohjelmointia käydään tarkemmin läpi työn luvussa 4.  

 

TIM-järjestelmä eroaa muista oppimisympäristöistä, kuten Moodlesta, muun muassa kir-

jamaisen rakenteensa perusteella. Moodlen rakenne on moduulimainen ja sinne pystyy 



24 

liittämään ainoastaan tiettyjä tiedostotyyppejä ja linkkejä, kun taas TIM-järjestelmän ta-

voitteena on, että kaikki materiaali on koottu yhtenäiseksi kokonaisuudeksi samalle si-

vulle pelkkien linkkien sijaan. Yhtenäinen rakenne voi hieman nopeuttaa opiskelua ja li-

säksi helpottaa asioiden jäsentelyä ja ymmärtämistä, kun teoria ja sitä seuraavat tehtävät 

yhdistyvät sulavasti. 

 

Opiskelu ja interaktiiviset luennot 

 

Ryhmäopiskelussa TIM-järjestelmää voidaan hyödyntää luennoilla, harjoitustunneilla ja 

kokeiden järjestämisessä. Esimerkiksi ohjattuja simulointiharjoituksia on mahdollista jär-

jestää tarvittaessa myös etäyhteydellä, jolloin opiskelijat jaetaan omiin virtuaalisiin huo-

neisiin. Opettaja pystyy TIM-järjestelmän kautta seuraamaan opiskelijoiden edistymistä, 

ja milloin opiskelija tarvitsee henkilökohtaista ohjausta (TIM, 2020). TIM-järjestelmässä 

voidaan järjestää sähköisiä tenttejä, joista osa voidaan suorittaa ilman valvontaa kotoa 

käsin, ja osa esimerkiksi EXAM-tenttitilassa valvotusti. Sähköiset tentit sopivat suurillekin 

opiskelijamäärille ja tulos on selvillä heti tentin päättyessä automaattisen tarkastuksen 

ansiosta (ÄlyOppi, 2021a). 

 

Suureen osaan TIM-järjestelmän tehtävistä voidaan lisätä automaattinen pisteytys ja sa-

nallinen palaute, mutta arviointi on tarvittaessa mahdollista toteuttaa myös manuaali-

sesti. Manuaalista arviointia nopeuttaakseen opettaja voi luoda ”virtuaalisia post-it -lap-

puja”, joihin suunnitellaan valmiita korjaustekstejä erilaisille virheille. Tämän palautteen 

yhteydessä opettaja voi myös lisätä tarkentavia kommentteja tai käydä keskustelua opis-

kelijan kanssa. (TIM, 2020) 

 

TIM-avusteisesti on mahdollista kirjoittaa harjoitustöitä tai opinnäytetöitä, joihin opet-

tajan on helppo antaa palautetta ja kirjoittaa kommentteja. Lisäksi TIM-järjestelmään 

voidaan luoda myös itsenäiseen opiskeluun soveltuvaa materiaalia, jota voi käydä läpi 

omaan tahtiin ajasta ja paikasta riippumatta. (TIM, 2020) 

 



25 

Luentomateriaali on helppo muuttaa tarvittaessa pdf-muotoon ja materiaalin saa myös 

muutettua luentokalvoiksi esittämistä varten. TIM-järjestelmää voidaan käyttää apuväli-

neenä luentojen yhteydessä, jolloin vuorovaikutus tapahtuu reaaliajassa. Eräs TIM-jär-

jestelmän keskeinen ominaisuus on luentojen aikana toteutettavat luentokyselyt, joissa 

opiskelijat voivat äänestää oikeaa vastausta johonkin luennolla esitettyyn kysymykseen. 

Luentokyselyjen avulla voidaan lisätä vuorovaikutusta ja kontaktia opettajan ja opiskeli-

jan välillä ja siten lisätä opiskelijoiden aktiivisuutta luennon aikana. Kyselyjen käyttö        

luennoilla kannustaa opiskelijaa kuuntelemaan, auttaa omaksumaan tietoa ja avaa kes-

kustelua. Lisäksi kyselyjen vastauksien perusteella voidaan antaa välitöntä palautetta, 

jonka perusteella opettaja näkee, mitä on ymmärretty, ja voidaan löytää mahdollisia vir-

hekäsityksiä. Luentokyselyt voivat olla monivalinta- tai tekstikenttäkysymyksiä. Lisäksi lu-

ennolle voidaan luoda luentoseinä, eli reaaliaikainen keskustelualusta, jossa opiskelija 

voi esittää kysymyksiä ja kommentteja luennon aikana. Kuvassa 2 on esitetty esimerkki 

luentoseinästä ja luentokyselyistä. (TIM, 2020) 

 

 

 

Kuva 2. Esimerkki luentoseinästä ja luentokyselyistä (TIM, 2023). 

 

 



26 

Perinteisen opetuksen lisäksi TIM-järjestelmä soveltuu käänteiseen opetukseen. Vaihto-

ehtoisia menetelmiä opettajan tai tietokoneen suorittamalle arvioinnille ovat itse- ja ver-

taisarviointi. Näiden hyödyntämismahdollisuuksia TIM-järjestelmässä pohditaan enem-

män luvussa 6. 

 

Materiaalin kehittäminen 

 
TIM-sisältöä voi muokata kuka tahansa riippuen dokumentin ylläpitäjän asettamista 

muokkausoikeuksista. Tavoitteena on, että opettajat pystyvät myös yhdessä kehittämään 

materiaalia, ja lisäksi opiskelijatkin voivat antaa ideoita ja kommentteja materiaalin ke-

hittämiseksi. Järjestelmä merkitsee näkyvällä tavalla kaikki ne kohdat, joita on muokattu 

edellisen lukukerran jälkeen. Julkisten kommenttien lisäksi materiaaliin on mahdollista 

kirjoittaa omia muistiinpanoja. Dokumentista on myös mahdollista lainata sisältöä toi-

seen dokumenttiin. (TIM, 2020)  

 

Oppimisanalytiikka 

Oppimisanalytiikan tavoitteena on kerätä ja analysoida tietoa oppijasta, ja tämän tiedon 

perusteella pyritään optimoimaan oppimista ja oppimisympäristöjä. Oppimisanalytiikka 

voi muun muassa auttaa löytämään oppimisen ongelmakohtia, jotta niihin voidaan puut-

tua (Hartikainen, Koskinen & Aksovaara, 2020). TIM-järjestelmä tallentaa opiskelijan toi-

minnasta lokitietoja, minkä ansioista opettaja pystyy helpommin seuraamaan oppimis-

prosessia ja opiskelijoiden etenemistä ja suoriutumista. Järjestelmään voi luoda doku-

mentteja, joihin tallennetaan kurssin suoritukseen liittyvää dataa, kuten laskuharjoitus-

pisteitä tai tenttituloksia. Dokumenttiin ohjelmoidaan laskentafunktio, joka tuottaa tal-

lennettujen tietojen pohjalta grafiikkaa ja muodostaa tilastoja, joita sekä opettaja että 

opiskelija voivat hyödyntää oppimisprosessin etenemisen seurantaan. Datan visualisoin-

nin on todettu helpottavan oppimisprosessin seuraamista (Hartikainen, Koskinen & Ak-

sovaara, 2020).   



27 

4 TIM-järjestelmän hyödyntäminen Piirianalyysi A -kurssilla 

Tässä diplomityössä luotiin TIM-järjestelmään materiaalia, joka löytyy kokonaisuudes-

saan liitteestä 1. Materiaali kehitettiin Piirianalyysi A -kurssin luennoille 7 ja 8, joilla käsi-

tellään kompleksilukumatematiikkaa ja vaihtovirta-analyysin perusteita. Tässä luvussa 

esitellään esimerkkejä kurssille luoduista tehtävistä.  

Tehtävän luomisen vaiheet 

Ennen materiaalin luomista on tärkeää selvittää tarve erilaisille tehtäville. Tarvetta teh-

täville kartoitettiin tässä tutkimuksessa erityisesti opettajien avulla, joilla on kokemusta 

opiskelijoiden tekemistä yleisistä virheistä sekä aihepiireistä, jotka vaativat lisää harjoit-

telua tai kertaamista. Kun tarve on selvitetty, aloitetaan ideoimaan ja suunnittelemaan 

tehtävää, huomioiden samalla hyvän verkkotehtävän piirteet ja vaatimukset. Suunnitte-

luvaiheessa pohditaan esimerkiksi, miten tehtävän on tarkoitus tukea oppimista ja akti-

voida opiskelijaa, mitä se opettaa jatkoa ajatellen ja tuleeko tehtävään automaattinen 

palaute. Lisäksi kartoitetaan TIM-järjestelmän eri ominaisuudet ja mietitään, mitä eri 

tehtävätyyppejä on mahdollista toteuttaa juuri sähkötekniikkaan ja piirianalyysiin liittyen.  

Lopuksi luodaan ohjelmoimalla varsinainen tehtävä. Monissa tehtävissä voidaan käyttää 

apuna TIM-järjestelmästä löytyviä valmiita koodipohjia. Ennen käyttöönottoa testataan, 

että tehtävä toimii oikein.  

Kompleksiluvut ja piirianalyysi 

Kompleksilukujen ymmärtäminen on erittäin tärkeää, jotta voidaan myöhemmin rat-

kaista vaihtosähköpiireihin liittyviä tehtäviä. TIM-luentomonisteessa keskityttiin seuraa-

viin aiheisiin: 

• Eri esitystavat, kuten summa- ja kulmamuoto sekä muunnoskaavat näiden välillä. 

• Kompleksilukujen yhteen-, vähennys-, kerto- ja jakolaskuihin liittyvät laskusään-

nöt. 

• Kompleksilukujen soveltaminen vaihtosähköpiirien osoitinlaskennassa. 



28 

• Vaihtosähköön liittyvien suureiden määrittäminen aika- ja taajuustasossa. 

 
Yleisimmät haasteet kompleksiluvuissa liittyvät laskusääntöjen ymmärtämiseen tai 

kompleksitason hahmottamiseen. Jotta opiskelija oppii laskemaan kompleksiluvuilla ru-

tiininomaisesti, hänen on sisäistettävä kompleksilukujen yhteen-, vähennys-, kerto- ja  

jakolaskuihin liittyvät laskusäännöt. Lisäksi on hallittava muunnokset kulma- ja summa-

muodon välillä. Tähän tarpeeseen keskityttiin myös tässä luvussa esiteltävissä TIM-teh-

tävissä. Lisäksi materiaaliin luotiin vaihtosähkön perusteisiin liittyviä tehtäviä, kuten suu-

reiden määrittämistä aikatasossa ja taajuustasossa. Näissä päästään soveltamaan aiem-

min opittua kompleksilukulaskentaa. Materiaaliin kirjoitettiin tehtävien lisäksi myös ai-

heeseen liittyvää teoriaa sekä laskuesimerkkejä.  

4.1 Yleistä TIM-materiaalin luomisesta  

TIM-järjestelmän sisällön luominen aloitetaan uuden dokumentin luomisella, ja doku-

mentin katselu- ja muokkausoikeuksien määrittämisellä. Tämän jälkeen voidaan alkaa 

heti kirjoittamaan tekstiä ja lisäämään tehtävälohkoja. Kuvassa 3 on esitetty TIM-järjes-

telmän tekstieditori, jolla kaikki tekstit ja ohjelmat kirjoitetaan. Editorissa on valmiina 

välilehtiä, joista löytyy aputoimintoja tekstin kirjoittamiseen ja valmiita pohjia eri tehtä-

vätyypeille, jolloin omia tehtäviä ei tarvitse koodata alusta asti itse, vaan niitä voi luoda 

muokkaamalla valmista koodipohjaa.  

 

Kuva 3. TIM-järjestelmän tekstieditori ja tehtävätyypin valitseminen. 

 



29 

TIM-dokumenttiin on mahdollista upottaa sisältöä muilta verkkosivuilta. Yksinkertainen 

upotettava sisältö voi olla esimerkiksi kuva, video tai kokonainen verkkosivu. Tämän tut-

kimuksen TIM-materiaalissa käytettiin verkosta löytyvää, yleistä opetusvideota, mutta 

yhtä hyvin voisi upottaa esimerkiksi kurssin luennolta tallennetun videopätkän. Upotet-

tavalle sisällölle on tehty valmiiksi oma plugin, jota varten tarvitaan vain verkko-osoite, 

joten esimerkiksi videon tai kuvan pitää olla ladattuna ensin joko TIM-järjestelmään tai 

jollekin toiselle sivustolle. Pluginin kautta voidaan säätää esimerkiksi kuvan kokoa. Toi-

nen kätevä ominaisuus on, että upotetun videon aloitus- ja lopetusaikoja voidaan muo-

kata, jos halutaan näyttää videosta vain joku tietty pätkä.  

 
Ohjelmointi TIM-järjestelmässä 

 
TIM-järjestelmässä tavallisen tekstin kirjoittaminen tapahtuu Markdown-merkintäkie-

lellä. Asetusten ja pluginien määrittelemiseen käytetään YAML-kieltä. Kieli koostuu eri-

laisista attribuuteista ja niille asetettavista arvoista. Esimerkki tehtävästä YAML-kielellä 

on esitetty algoritmissa 1. Jos tehtävään halutaan pelkän pisteytyksen lisäksi lisätä pi-

dempi sanallinen palaute, se voidaan toteuttaa esimerkiksi JavaScript-kielellä. 

 

 

 

 

 

 

 

 



30 

 

``` {#Jakolasku dquestion="true" plugin="qst"} 

answerFieldType: radio 

answerLimit: 1 

buttonText: Tallenna 

open: true 

lazy: false 

expl: 

  '1': Väärin! 

  '2': Väärin! 

  '3': Oikein! Lukujen itseisarvot jaetaan keskenään ja kul-

mat vähennetään toisistaan. 

  '4': Väärin! 

headers: [] 

questionText: 'md:Olkoon kompleksiluvut $z_1=4\an-

gle35^\circ$ ja $z_2=2\angle50^\circ$. Laske jakolasku 

  $\frac{z_1}{z_2}$ ja valitse oikea ratkaisu alta.' 

questionType: radio-vertical 

rows: 

- 2 ∠85° 

- 8 ∠-15° 

- 2 ∠-15° 

- 8 ∠85° 
``` 

Algoritmi 1. Esimerkki tehtävästä YAML-kielellä. 

 
Pluginin alussa ja lopussa on oltava aina kolme ”`”-merkkiä. Algoritmin ensimmäinen rivi 

on Markdown-kieltä ja riville määritellään aina tehtävälle yksilöity nimi, joka tässä on ”Ja-

kolasku”. Lisäksi ensimmäinen rivi kertoo pluginin tyypin, joka tässä tehtävässä on moni-

valintakysymyksille tarkoitettu ”qst”-tyyppinen plugin.  

Seuraavat rivit ovat YAML-kieltä. Koodin alussa on määritelty yleisiä attribuutteja, jotka 

löytyvät lähes jokaisesta pluginista. Näitä ovat esimerkiksi suorituskertojen määrä, ans-

werLimit, jolle on tässä asetetty arvoksi 1, eli tehtävään voi vastata vain kerran. Attri-

buutti buttonText määrittelee tehtävään tallennuspainikkeen. Tehtävään voi myös aset-

taa attribuutit open:true ja lazy:false, jolloin tehtävä tulee nähtäville automaattisesti ja 

välittömästi, kun käyttäjä avaa kyseisen verkkosivun. Lisäksi koodiin on määritelty tehtä-

väkohtaisia attribuutteja. Tässä tehtävässä niitä ovat esimerkiksi kysymysteksti, moniva-

lintatehtävän eri vaihtoehdot ja niiden selitykset.  



31 

Matemaattiset merkinnät lisätään käyttäen LaTeX-ladontajärjestelmää. Esimerkiksi Algo-

ritmissa 1 kompleksiluvut lisättiin tekstin sekaan $-merkkien väliin seuraavan koodin mu-

kaisesti.  

Olkoon kompleksiluvut $z_1=4\angle35^\circ$ ja $z_2=2\an-

gle50^\circ$. Laske jakolasku $\frac{z_1}{z_2}$ ja valitse 

oikea ratkaisu alta. 

 

 

LaTeX-järjestelmää hyödyntämällä luvut voitiin esittää oikealla muotoilulla seuraavasti: 

 

TIM-järjestelmä on vahvasti JavaScript-pohjainen, joten interaktiivisuutta sisältävät teh-

tävät toimivat parhaiten JavaScript-pohjaisten ohjelmien avulla. Järjestelmässä on kui-

tenkin mahdollista käyttää lähes mitä tahansa käännettävää ja ajettava ohjelmointikieltä. 

Seuraavissa alaluvuissa esitellään tarkemmin erilaisia interaktiivisia tehtävätyyppejä, 

joita toteutettiin diplomityötä varten Piirianalyysi A -kurssille. Alaluvuissa tarkastellaan, 

mitä on tärkeää tietää tehtävän luomisen kannalta ja pohditaan menettelyn hyviä ja huo-

noja puolia. 

4.2 Monivalintatehtävät 

Monivalintatehtävien tarkoituksena on testata oppimista lyhyiden teoriakysymysten tai 

laskutehtävien avulla. Tehtävät voivat sisältää esimerkiksi ”Oikein/Väärin”-väittämiä 

tai ”Yksi monesta” -kysymyksiä, joissa monesta vaihtoehdosta valitaan yksi oikea ratkaisu. 

TIM-järjestelmässä monivalintakysymyksille käytetään ”qst”-kysymystyyppiä, ja kysy-

myksiä on helpointa luoda valmiilla kysymyseditorilla, johon voi kirjoittaa kysymystekstin 

sekä pisteyttää eri vaihtoehdot ja kirjoittaa niille palautteet. Kuvassa 4 on esitetty esi-

merkki ”qst”-monivalintatehtävästä, jossa opiskelija voi testata lukemaansa teoriaa ly-

hyiden ”Oikein/Väärin” -väittämien avulla.  



32 

 

Kuva 4. Esimerkki monivalintatehtävästä. 

 

Monivalintakysymysten luominen onnistui helposti valmiin kysymyseditorin avulla. Sa-

maa kysymystyyppiä voitiin hyödyntää myös opiskelijapalautekyselyssä. Vaikka moniva-

lintatehtävät ovat yksinkertaisia ja lyhyitä, on myös niihin mahdollista kirjoittaa palaute, 

joten jos vastaus menee aluksi väärin, tehtävästä oppii kuitenkin oikean vastauksen jat-

koa ajatellen. Monivalintatehtävät sopivat joidenkin osa-alueiden oppimisen testaami-

seen hyvin, mutta lisäksi tarvitaan monipuolisempia, esimerkiksi STACK-järjestelmää tai 

GeoGebraa hyödyntäviä tehtäviä.   

4.3 Avoimet teksti- ja numerovastaukset 

Tarkastellaan seuraavaksi tehtävätyyppiä, jossa opiskelija määrittää kuvan perusteella 

erilaisia arvoja vaihtovirralle ja kirjoittaa vastauksen tekstinä tai lukuarvona tehtävän 

syöttökenttään. Tehtävään lisättiin myös pisteytys ja automaattinen palaute, joka näkyy 

opiskelijalle heti vastauksen tallennuksen jälkeen. Tehtävään liittyvä vaihtovirran kuvaaja 

on esitetty kuvassa 5.  



33 

 

Kuva 5. Syöttökenttä -tehtävään liittyvä kuva, jonka perusteella opiskelija määrittää vaih-
tosähköön liittyviä arvoja. 

 
Tehtävän tarkoituksena oli määrittää vaihtovirran aikatasoon liittyviä suureita, kuten jak-

sonaika ja virran huippuarvo. Esimerkiksi tehtävän a-kohdassa (kuva 6) opiskelijaa pyy-

dettiin määrittämään jaksonaika sinimuotoiselle vaihtovirralle.  

 

Kuva 6. Vastauskenttä ja palaute tehtävään. 

 



34 

Jaksonajan pystyi määrittämään joko suoraan kuvan 5 perusteella tai laskemalla taajuu-

den perusteella, joka oli mainittu tehtävänannossa. Syöttökentän luomiseen tarvittava 

esimerkkikoodi on esitetty algoritmissa 2.  

``` {#Jaksonaika plugin="csPlugin"} 

type: text 

open: true 

lazy: false 

placeholder: "Kirjoita vastaus lukuarvona tähän." 

stem: "a) Määritä jaksonaika T millisekunteina." 

postprogram: |!! 

   // print(JSON.stringify(data)+"\n");   

   let lines = data.save_object.usercode; 

   // print(lines); 

   let pisteet = 0; 

   let palaute = ""; 

   if (lines.match(/.*20.*/)) { 

       pisteet = 1; 

       palaute = "Oikein! T = 1/f = 1/50 Hz = 20 ms" 

   } else if (lines.match(/.*20 ms.*/)) { 

       pisteet = 1; 

       palaute = "Oikein! T = 1/f = 1/50 Hz = 20 ms"; 

   } else if (lines.match(/.*0.02.*/)) { 

       pisteet = 0.5; 

       palaute = "Anna vastaus millisekunteina"; 

   } else { 

       palaute = "Väärin! Käytä kaavaa T = 1/f."; 

   } 

   data.points = pisteet; 

   print(palaute); 

   return data; 

!!         

``` 

Algoritmi 2. Syöttökentän luominen ja lyhyt palaute. 

 

Syöttökentän määrittämiseen tarvittavaa koodia varten saatiin valmis pohja TIM-järjes-

telmän tekstieditorista. Syöttökenttä on toteutettu YAML-kielellä, ja lisäksi arviointia ja 

palautteenantoa varten koodin loppuun kirjoitettiin JavaScript -koodi. If-else -rakenteen 

avulla voitiin päätellä, onko tehtävä oikein vai väärin ja annettiin sen mukaan pisteet ja 

palaute. 



35 

Tässä tehtävässä syöttökenttään kirjoitettiin pelkkä numerovastaus, mutta on mahdol-

lista kirjoittaa myös tekstivastauksia tai esimerkiksi yhtälöitä. Syöttökenttätehtävät toi-

mivat tilanteissa, joissa annettava palaute on yksinkertainen ja lyhyt. Monimutkaisem-

paa arviointia ja palautetta varten on suositeltavaa käyttää esimerkiksi STACK-järjestel-

mää.  

4.4 GeoGebra-tehtävät 

GeoGebra on matematiikkaohjelmisto, johon voi luoda dynaamisesti muuttuvia, interak-

tiivisia tehtäviä opetuskäyttöä varten. Tehtävien avulla voidaan muun muassa havainnol-

listaa geometrisiä kuvioita, piirtää kuvaajia tai vektoreita koordinaatistoon ja tutkia nii-

den toimintaa (GeoGebra, 2023). Tarkoituksena on, että ohjelman käyttäjä pääsee muut-

tamaan kuvaa esimerkiksi liikuttamalla hiiren avulla jotakin kuvan pistettä tai liukusää-

dintä. Samalla tehtävän tulokset muuttuvat heti käyttäjän syötteen mukaisesti.  

GeoGebra-tehtäville löytyy TIM-järjestelmän tekstieditorista valmis komponentti. Yksin-

kertaisimmillaan voidaan lainata suoraan GeoGebra-palvelimelta valmis tehtävä, ja 

tuoda se TIM-järjestelmään. Tällöin tarvitaan vain GeoGebra-palvelimelta tehtävän tun-

nus, joka lisätään valmiiseen koodipohjaan. Valmista tehtävää ei voida kuitenkaan muo-

kata TIM-järjestelmän puolella, vaan ainoastaan GeoGebra-palvelimella tehtävän omis-

tajan toimesta. Jos tehtäviin halutaan lisätä esimerkiksi automaattinen pisteytys, valmii-

seen koodipohjaan voidaan lisätä komentoja JavaScript-kielellä. Mikäli tehtävän kuvaus 

on saatavilla XML-datana, voidaan koodipohjaan liittää myös XML-muotoinen koodi.  

GeoGebra soveltuu matematiikan harjoittelun lisäksi hyvin myös sähkötekniikan opetuk-

seen. Tässä diplomityössä käytettiin GeoGebrasta löytyvää valmista tehtävää, joka on 

esitetty kuvassa 7. Tehtävän tavoitteena oli havainnollistaa vaihtosähkön taajuustason ja 

aikatason välistä yhteyttä. Opiskelijan tehtävänä oli säätää vasemmalla olevien liukusää-

timen avulla sähköisten suureiden arvoja sekä liikuttaa osoittimia, jolloin tehtävän oike-

anpuoleisessa kuvaajassa tapahtui muutoksia. 



36 

 

Kuva 7. Esimerkki GeoGebra-tehtävästä (GeoGebra, 2022). 

 

GeoGebra tarjoaa mahdollisuuden oppia tutkimalla ja kokeilemalla. Ohjelmisto toimii 

hyvänä apuvälineenä, kun halutaan visualisoida abstrakteja asioita ja ilmiöitä. Tämän tut-

kimuksen perusteella valmiiden GeoGebra-tehtävien tuominen TIM-järjestelmään on-

nistuu vaivattomasti, mutta mikäli opetusta varten haluaa luoda omia tehtäviä, on ope-

teltava ensin GeoGebran käyttöä. Jos halutaan lisätä syvällisempiä ominaisuuksia, kuten 

tehtävien automaattinen pisteytys, tarvitaan GeoGebran käytön osaamisen lisäksi myös 

JavaScript-ohjelmointitaitoa.  

GeoGebran lisäksi TIM-järjestelmässä voidaan käyttää monia muitakin käyttäjälle ilmai-

sia matematiikkaohjelmia, kuten Octave-ohjelmistoa tai alaluvussa 4.5 esiteltävää 



37 

STACK-järjestelmää. Koska sähkötekniikan opintoihin kuuluu laskenta- ja simulointiohjel-

mien käyttöä, erilaisten ohjelmien käytön harjoittelu esimerkiksi TIM-järjestelmän 

kautta voisi olla hyödyllistä.  

4.5 STACK-tehtävät 

STACK-järjestelmä toimii monipuolisuutensa ansiosta hyvänä apuvälineenä muun ope-

tuksen rinnalla. Piirianalyysi A -kurssilla on käytetty laajasti erilaisia STACK-tehtävätyyp-

pejä yksinkertaisista lukujen yhteenlaskutehtävistä monimutkaisempiin, dynaamisesti 

muuttuviin tehtäviin. Kurssille luoduissa tehtävissä hyödynnetään satunnaistamista, ja 

lisäksi ne sisältävät automaattisen tarkastuksen ja palautteen.  

Yksi osa diplomityötä oli siirtää muutamia Piirianalyysi A -kurssilla jo aikaisemmin käytet-

tyjä STACK-tehtäviä TIM-järjestelmään. Tätä varten hyödynnettiin Otto Ellosen luomia 

tehtäviä, joiden kehittämistä käsitellään enemmän hänen diplomityössään ”STACK-jär-

jestelmän hyödyntäminen Vaasan yliopiston piirianalyysin opetuksessa” (Ellonen, 2021). 

Seuraavissa alaluvuissa esitellään lyhyesti STACK-tehtävien rakennetta sekä pohditaan, 

kuinka niiden siirto TIM-järjestelmään onnistui ja mitä siirrossa tulee ottaa huomioon. 

4.5.1 STACK-tehtävän rakenne 

Tarkastellaan aluksi lyhyesti STACK-tehtävän rakennetta. Tehtävän ohjelmointi koostuu 

useasta eri vaiheesta. Aluksi määritellään muuttujat Maxima-ohjelmiston avulla, ja usein 

tässä vaiheessa määritellään myös tehtävän oikea ratkaisu. Muuttujien määrittelyn jäl-

keen luodaan varsinainen kysymysteksti, joka näytetään opiskelijalle. Siinä esitetään esi-

merkiksi tehtävänanto ja mahdollinen kuva, sekä luodaan syöttökenttä vastausta varten. 

Tehtävien visualisointiin käytetään JSXGraph-JavaScript -kirjastoa. Kirjastoa hyödyntä-

mällä voidaan esittää tehtävien ratkaisun kannalta oleellisia asioita, kuten piirikaavioita, 

niihin liittyviä komponentteja sekä referenssisuuntanuolia. Tehtävät generoidaan HTML-

merkintäkielellä (engl. Hypertext Markup Language). 

Tehtävän ohjelmoinnin kolmannessa vaiheessa luodaan vastauspuu, jossa analysoidaan 

opiskelijan antama vastaus ja annetaan palautetta. Vastauspuu koostuu solmuista, joissa 



38 

verrataan opiskelijan antamaa vastausta johonkin ennalta määriteltyyn tilanteeseen. 

Tehtävää luotaessa tulee ennustaa erilaisia tyypillisiä virheitä ja ohjelmoida vastauspuu 

niiden mukaisesti. Näin menetellen virheellisen vastauksen kohdalla järjestelmä antaa 

automaattisesti palautteen, joka ohjaa opiskelijaa kohti oikeaa ratkaisua.  

Satunnaistusta voidaan toteuttaa STACK-tehtävän muuttujien määrittelyssä, jolloin teh-

tävänantoon arvotaan jokaiselle suorituskerralle esimerkiksi eri lukuarvot, joilla tehtävä 

on tarkoitus laskea. Lisäksi satunnaisgenerointia voidaan hyödyntää tehtävän JSXGraph-

osuudessa. Esimerkiksi piirikaavion komponenttien referenssisuuntanuolet voidaan ar-

poa uudestaan, jolloin myös tehtävän vastaus muuttuu hieman jokaisella suorituskerralla. 

(Ellonen, 2021) 

Tarkastellaan seuraavaksi esimerkkiä STACK-tehtävästä ja tehtävän automaattisesta pa-

lautteesta. Kuvassa 8 on esitetty esimerkki tehtävästä, joka on siirretty STACK-palveli-

melta TIM-järjestelmään. Tehtävässä opiskelijaa pyydetään määrittämään suuruus ja 

kulma impedanssille kompleksilukulaskentaa hyödyntäen. Tehtävän vastaus kirjoitetaan 

lukuarvona. Lisäksi tehtävään sisältyy JSXGraph-kirjaston avulla piirretty kuva impedans-

sin osoittimesta kompleksilukukoordinaatistossa. Kuvan avulla pyritään helpottamaan 

kompleksitason hahmottamista.  



39 

 

Kuva 8. Esimerkki STACK-tehtävästä. 

 

Satunnaistus toimii tässä tehtävässä siten, että tehtävä arpoo laskemiseen tarvittavat 

suureet jokaiselle käyttäjälle. Osoitin piirtyy koordinaatistoon näiden satunnaisten arvo-

jen mukaisesti.  

Tehtävästä saatava palaute on esitetty kuvassa 9. Tämä palaute saadaan, kun suuruus on 

laskettu oikein, mutta kulman merkki on väärin. Tehtävän palautteen osalta vastaus-

puussa on huomioitu useita erilaisia yleisiä virheitä, kuten väärän kulman tai yksikön 

käyttäminen sekä pyöristysvirheet.  



40 

 

Kuva 9. Esimerkki kuvassa 8 esitetyn STACK-tehtävän automaattisesta palautteesta. 

 

4.5.2 STACK-tehtävien siirtäminen TIM-järjestelmään 

TIM-järjestelmässä uuden STACK-tehtävän voi ohjelmoida suoraan TIM-palvelimella 

muokkaamalla valmista pohjaa, tai valmiita tehtäviä voi tuoda Moodlen tai STACK-palve-

limen kautta XML-muotoisena tiedostona. Tässä työssä hyödynnettiin jo olemassa olevia, 

valmiita tehtäviä, jotka tuotiin STACK-palvelimen kautta TIM-järjestelmään.  

STACK-alustalla tehtävät generoidaan HTML-koodina, mutta TIM-järjestelmään tuota-

essa tehtävät on ensin muunnettava YAML-kielelle, joka on pluginien ohjelmointikieli. 

Tähän voidaan käyttää YAML-muunninta, joka löytyy TIM-järjestelmän STACK-ohjesivulta. 

Valmiit tehtävät ladataan STACK-alustalta XML-muotoisena tiedostona. Lataamisen jäl-

keen kopioidaan tiedoston XML-muotoinen koodi ja liitetään se muuntimeen, joka 

muuntaa XML-muotoisen koodin YAML-kielelle. YAML-muotoinen koodi on yksinkertai-

sempi verrattuna XML-muotoon, sillä esimerkiksi suurin osa HTML-tageista on poistettu 

koodista. 

Seuraavaksi muuntimen tuloksen voi kopioida TIM-lohkoon. STACK-tehtävälle löytyy 

tekstieditorista valmis pohja. Tähän koodipohjaan määritellään STACK-tehtävän nimi ja 

otsikko sekä liitetään valmis YAML-koodi. Lopuksi tallennetaan TIM-lohko, ja testataan 



41 

että tehtävä toimii oikein. Tehtäviä siirrettäessä huomattiin, että XML-koodia on mahdol-

lista käyttää myös suoraan ilman muuntamista YAML-kielelle. Muuntimen avulla koodin 

saa kuitenkin helpommin luettavaan muotoon, jolloin esimerkiksi koodin muokkaus 

myöhemmin on helpompaa. Sen vuoksi tässä diplomityössä käytettiin pääasiassa YAML-

kielelle muunnettuja STACK-tehtäviä. 

Tehtävien tuominen STACK-alustalta TIM-järjestelmään onnistui helposti YAML-muunti-

men avulla. Ongelmia ilmeni ainoastaan, kun aluksi käytettiin STACK-järjestelmän van-

hempaa versiota, jolloin tehtävää joutui muuntimen jälkeenkin muokkaamaan melko 

paljon itse. Kun Vaasan yliopiston käyttämä STACK-alusta päivitettiin uuteen versioon, 

koodit kääntyivät muuntimessa ongelmitta YAML-kielelle. Joidenkin tehtävien JSXGraph-

koodia piti muokata manuaalisesti, koska joitakin puolipisteitä oli jäänyt pois muuttujien 

perästä, kun koodi tuotiin STACK-palvelimelta XML-tiedostoon. Manuaalisesti tehtävät 

muokkaukset olivat kuitenkin pieniä, eikä niihin kulunut paljoa aikaa. 

Lisäksi huomattiin, että monimutkaisimmat STACK-tehtävät, joiden koodit olivat pitkiä, 

saatiin toimimaan ainoastaan käyttämällä suoraan XML-koodia, koska YAML-muuntimen 

rivit loppuivat kesken eikä kokonaista koodia saanut muunnettua. Tämän vuoksi pitkiä 

tehtäviä siirrettäessä kannattaa käyttää siis suoraan XML-koodia, ilman muuntamista 

YAML-kielelle. Monimutkaisilla tehtävillä tarkoitetaan tässä tehtäviä, jotka sisältävät esi-

merkiksi dynaamisesti muuttuvan kuvan, monia syöttökenttiä, mahdollisesti myös liu-

kusäätimiä tai tehtävien palautetta varten suunnitellut vastauspuut ovat pitkiä. 

4.5.3 Toteutusvaihtoehtojen väliset erot 

Vastauksen esikatselu 

Kun STACK-tehtäviä ratkaistaan TIM-järjestelmän kautta, käyttäjän kirjoittaman vastauk-

sen esikatselu ei tule näkyviin reaaliajassa, eli käyttäjä ei pysty heti varmistamaan, missä 

muodossa järjestelmä tulkitsee kirjoitetun vastauksen. Vastauksen tulkintatiedot tulevat 

näkyviin vasta, kun käyttäjä on tallentanut vastauksen. Toisaalta vastausta pystyy muok-

kaamaan tallennuksen jälkeen helposti, eikä sitä tarvitse kirjoittaa alusta asti uudestaan. 



42 

Satunnaistus TIM-järjestelmässä 

TIM-järjestelmässä ei tällä hetkellä ole mahdollista, että samalle käyttäjälle arvotaan sa-

maan tehtävään uusi versio eri suorituskertoja varten. Eli vaikka käyttäjä päivittäisi verk-

kosivun, tehtävä on sama kuin ensimmäisellä kerralla, toisin kuin STACK-palvelimella, 

jossa samalle käyttäjälle arvotaan joka kerta uusi tehtävä. Toisaalta kuitenkin myös TIM-

järjestelmässä eri käyttäjät saavat eri versiot samasta tehtävästä. Jos TIM-järjestelmässä 

halutaan, että opiskelija toistaa samaa tehtävää monta kertaa eri muuttujien arvoilla, 

yksi ratkaisu on vain kopioida monta tehtävälohkoa allekkain, ja määritellään koodiin ai-

noastaan tehtävän nimi uudelleen. Tällöin saadaan myös samalle opiskelijalle samasta 

tehtävästä eri versioita uusia yrityksiä varten.  

STACK-tehtävien satunnaistus toteutetaan määrittämällä koodin attribuutteihin siemen-

luku ”seed”, jolloin tehtävän muuttujat arvotaan käyttäjäkohtaisesti. Ilman siemenlukua 

satunnaistus ei toimi, vaan kaikki käyttäjät saavat saman version tehtävästä. Satunnais-

generointia on mahdollista toteuttaa TIM-järjestelmässä STACK-tehtävien lisäksi myös 

muissa tehtävätyypeissä. Esimerkiksi monivalintakysymykset voidaan luoda niin, että 

tehtävässä arvotaan eri vastausvaihtoehtoja eri opiskelijoille. (TIM, 2023) 

TIM-järjestelmään siirrettyjen STACK-tehtävien etuna on, että kaikki toiminta tapahtuu 

samalla sivulla, eikä opiskelijan tarvitse avata erikseen esimerkiksi Moodlea ja STACK-

palvelinta. Haittapuolena on, että satunnaistusta ja vastauksen esikatselua ei toistaiseksi 

saatu toimimaan yhtä suoraviivaisesti kuin STACK-palvelimella. Käyttäjän havaitsemissa 

palautteen vasteajoissa ei ollut eroja eri toteutusvaihtoehdoissa. 

4.6 Yhteenveto eri tehtävätyyppien toteutuksesta 

Tiivistettynä voidaan todeta, että monivalintatehtävät ja avoimet syöttökenttävastaukset 

sopivat hyvin esimerkiksi teoriakysymyksiin tai yksinkertaisiin laskutehtäviin, joissa myös 

automaattinen palaute on melko lyhyttä ja yksinkertaista. Nämä tehtävätyypit ovat erit-

täin helposti toteutettavissa TIM-järjestelmässä.  

 



43 

Muun muassa GeoGebran ja STACK-tehtävien avulla voidaan havainnollistaa käsitteitä 

monipuolisemmin esimerkiksi visualisoinnin avulla, ja tehtäviin voidaan liittää myös dy-

naamisuutta ja yksityiskohtaista palautetta. Tehtävien luominen kuitenkin edellyttää vä-

hän enemmän perehtymistä ohjelmointiin, riippuen siitä kuinka haastavan tehtävän ha-

luaa toteuttaa.  

 

 



44 

5 Opiskelijoiden käyttökokemuksia TIM-järjestelmästä 

Piirianalyysi A -kurssin opiskelijoita pyydettiin ensin testaamaan kurssiin liittyvää mate-

riaalia TIM-järjestelmässä, ja sitten vastaamaan palautekyselyyn, jossa kysyttiin mielipi-

teitä materiaalista sekä yleisesti TIM-järjestelmästä. Lisäksi kysyttiin, mitkä eri opetuksen 

keinot opiskelijat kokevat hyödyllisimmiksi oppimisensa kannalta. Osallistuminen tutki-

mukseen oli vapaaehtoista. Palautekysely laadittiin TIM-järjestelmään kurssimateriaalin 

yhteyteen, ja se sisälsi erilaisia väittämiä, joihin opiskelija saattoi valita omaa mielipidet-

tään kuvaavan vaihtoehdon sekä antaa vapaamuotoisesti kommenttejaan. 

Tutkimus toteutettiin keväällä 2022 ja siihen osallistui 14 opiskelijaa. Tässä luvussa esi-

tellään ja analysoidaan kyselyn keskeisimpiä tuloksia. Tulokset löytyvät kokonaisuudes-

saan liitteestä 2. Palautekyselyn avulla haluttiin kerätä tietoa seuraavista asioista: 

• Opiskelijoiden mielipide TIM-järjestelmän toimivuudesta ja hyödyllisyydestä. 

• Kokemuksia TIM-järjestelmän käytöstä verrattuna Moodleen. 

• Kokemuksia STACK-tehtävien ratkaisusta TIM-järjestelmän kautta. 

• Avoimia kommentteja TIM-järjestelmän hyvistä puolista ja kehitystarpeista. 

• Mitkä eri keinot auttavat oppimaan parhaiten sähkötekniikan opiskelussa ylei-

sesti, ja minkälaiset interaktiiviset tehtävätyypit verkko-opetuksessa koetaan 

hyödyllisimmiksi. 

 

Kyselyn alussa kartoitettiin erilaisten väittämien avulla opiskelijoiden mielipidettä TIM-

järjestelmän käytettävyydestä ja materiaalin hyödyllisyydestä. Lisäksi selvitettiin koke-

muksia TIM-järjestelmän käytöstä verrattuna Moodleen ja STACK-palvelimeen. Kysymyk-

siin vastattiin valitsemalla vaihtoehto asteikolta 1-6, jossa 1 tarkoitti täysin eri mieltä  ja 

6 täysin samaa mieltä. Kuvassa 10 on esitetty opiskelijoiden vastaukset väittämään ”TIM-

järjestelmän sisältö oli selkeä ja ymmärrettävä”. 



45 

 

Kuva 10. Opiskelijoiden vastaukset väittämään 2.2. TIMin sisältö oli selkeä ja ymmärret-
tävä (liite 2). 

 

Vastausten perusteella opiskelijoiden suhtautuminen TIM-järjestelmään ja siihen luo-

tuun materiaaliin oli positiivista. Opiskelijat kokivat, että TIM-tehtävät auttoivat ymmär-

tämään perusteet kompleksilukulaskennasta ja vaihtosähköstä. Erityisesti tehtävien au-

tomaattisesta arvioinnista annettiin positiivista palautetta. Sanallisissa vastauksissa TIM-

järjestelmä sai positiivista palautetta helppokäyttöisyydestään ja selvästä rakenteestaan. 

Erilaiset tehtävätyypit, visuaalisuus ja interaktiot koettiin hyvänä lisänä. Järjestelmän toi-

mivuutta ja ulkoasua kommentoitiin sanallisissa vastauksissa seuraavasti: 

 

• ”Suhteellisen selkeä ja yksikertainen käyttää. Monipuolinen sisältö.” 

• ”Visuaalisesti sivu oli todella toimiva.” 

• ”Tykkäsin ehdottomasti käyttöliittymän vaivattomuudesta (ja oranssista palkista 

reunassa). ” 

• ”Havainnollistavat grafiikat sekä helposti katsottavat videot helpottavat oppi-

mista.” 

• ”Tehtävät olivat helposti tehtävissä ja ne jaksoi tehdä, kun oli samalla alustalla.” 

 

Kuvassa 11 esitetyn tilaston mukaan suurin osa opiskelijoista piti oppimisensa kannalta 

TIM-järjestelmää parempana kuin Moodlea.  

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Täysin eri
mieltä

Melko eri
mieltä

Jokseenkin eri
mieltä

Jokseenkin
samaa mieltä

Melko samaa
mieltä

Täysin samaa
mieltä



46 

 

 

Kuva 11. Opiskelijoiden vastaukset väittämään 2.6. Pidän oppimiseni kannalta TIMiä 
parempana kuin Moodlea (liite 2). 

 

Tämä positiivinen suhtautuminen voisi opiskelijoiden kommenttien perusteella johtua 

TIM-järjestelmän kirjamaisesta ja hyvin jäsennellystä rakenteesta sekä siitä, että kaikki 

tehtävät ja muu materiaali löytyvät samalta alustalta.  

Sanallisessa palautteessa nousi esiin muun muassa seuraavia kehitysehdotuksia TIM-jär-

jestelmän käytettävyyteen ja ulkoasuun liittyen: 

• ”Ulkoasua voisi vielä vähän parantaa.” 

• ”Sivun luonnetta voisi jollain tavalla vielä kehittää modernimmaksi.” 

• ”Musta/tummataustainen versio jatkokäyttöä ajatellen olisi opiskelijalle silmäys-

tävällisempi.” 

• ”Itse en pidä oranssia palkkia tarpeellisena.” 

 
Osa kehitysehdotuksista koski TIM-järjestelmän sivujen asettelua ja ulkoasua. Käyttäjän 

on toisaalta mahdollista vaikuttaa asetteluun jonkin verran itsekin. Palautteessa mainit-

tiin lohkojen reunaan ilmestyvät oranssit palkit, joiden tarkoituksena on pitää kirjaa lue-

tusta materiaalista. Tässä kokeilussa opiskelijoille ei mainittu, että palkit saa halutessaan 

kokonaan pois käytöstä järjestelmän asetuksista, jos tätä ominaisuutta ei koe itselleen 

0

1

2

3

4

5

6

Täysin eri
mieltä

Melko eri
mieltä

Jokseenkin eri
mieltä

Jokseenkin
samaa mieltä

Melko samaa
mieltä

Täysin samaa
mieltä



47 

hyödyllisenä. Käyttäjän on myös mahdollista muokata TIM-järjestelmän värimaailmaa ai-

nakin jossain määrin. Tummataustainen versio voisi hyvin olla toteutettavissa tulevaisuu-

dessa, vaikka se ei kyselyn aikana ollutkaan saatavilla.   

Tutkimuksessa ei tullut esiin suuria teknisiä ongelmia. Opiskelijapalautteen yhteydessä 

löytyi ainoastaan yhden tehtävän syntaksin kirjoittamiseen liittyviä epäselvyyksiä. Tämän 

palautteen myötä tehtävän koodiin voitiin tehdä korjauksia ja tehtävänantoon lisättiin 

tarkentavia ohjeita siitä, missä muodossa vastaus pitää kirjoittaa. Materiaaliin liittyen 

opiskelijat toivoivat enemmän tehtäviä ja muuta sisältöä. Lisäksi tehtäviin toivottiin 

enemmän välivaiheita sekä mallivastauksia. Materiaaliin ja tehtäviin liittyen annettiin 

muun muassa seuraavia parannusehdotuksia: 

• ”Kysymyksissä voisi pyytää myös välivaiheita. Esim. kohdassa 7 reaaliosan ja ima-

ginääriosan suuruudet voisi syöttää ennen kuin lasketaan impedanssin suuruus. 

Jos jossakin menee pieleen niin näkee mihin kohtaan saakka mennyt oikein ja 

löytyy vika nopeammin.” 

• ”Perustehtävien lisäksi olisi hyvä olla myös soveltavia tehtäviä sekä käydä läpi 

myös vaikeampia asioita esimerkiksi eri osiossa.” 

 
Kyselyssä selvitettiin myös, mitä mieltä opiskelijat olivat STACK-tehtävien ratkaisemisesta 

TIM-ympäristössä. Kuvassa 12 on esitetty opiskelijoiden vastaukset väittämään ”STACKin 

käyttö TIM-ympäristössä on minulle teknisesti vaivattomampaa”. 

 



48 

 

Kuva 12. Opiskelijoiden vastaukset väittämään 2.5. STACKin käyttö TIM-ympäristössä 
on minulle teknisesti vaivattomampaa (liite 2). 

 

Palautteen perusteella suurin osa opiskelijoista oli sitä mieltä, että STACK-tehtävien in-

tegrointi TIM-järjestelmään teki tehtävien ratkaisemisesta teknisesti vaivattomampaa. 

Tällöin etuna on, että STACK-palvelinta ei tarvitse avata erikseen, vaan kaikki tehtävät 

löytyvät samalta sivulta kuin kurssin muu materiaali. Lisäksi noin 70 prosenttia opiskeli-

joista koki, että STACK-tehtävien teko TIM-ympäristössä oli ainakin jossain määrin opet-

tavaisempaa kuin STACK-ympäristössä (liite 2, kysymys 2.4.). Palautekyselyssä kommen-

toitiin asiaa seuraavasti: 

• ”Voi edetä pienissä pätkissä. Perinteisessä stackissa täytyy yleensä tehdä monta 

tehtävää putkeen, jos aloittaa.” 

• ”Tehtäviä on parempi tehdä, kuin stackissa, sillä tieto on hyvin saatavilla tehtä-

vien lomassa, ja täten jos ei muista jotain, pääsee todella helposti kertaamaan.” 

 
Toisaalta joidenkin opiskelijoiden mielestä oli toimivampaa, että STACK-tehtävät löytyvät 

omalta palvelimeltaan. Kysymykseen 5 annettiin runsaasti lähes neutraaleja vastauksia, 

josta voi päätellä, ettei osalle opiskelijoista ole suurta merkitystä kummalla alustalla teh-

täviä ratkaistaan. Sanallisessa palautteessa osa opiskelijoista toivoi, että STACK-tehtäviä 

olisi monta peräkkäin ja niitä voisi suorittaa useita kertoja. Tämä edistäisi laskurutiinin 

kehittymistä, kun saman tehtävätyypin eri versioita on mahdollista toistaa monta kertaa. 

0

1

2

3

4

5

6

7

Täysin eri
mieltä

Melko eri
mieltä

Jokseenkin eri
mieltä

Jokseenkin
samaa mieltä

Melko samaa
mieltä

Täysin samaa
mieltä



49 

STACK-palvelimella tämä onnistuu hieman luontevammin kuin TIM-ympäristössä, kuten 

tässä tutkimuksessa jo edellä todetaankin.  

 

Palautekyselyssä tutkittiin myös, mitkä keinot yleisesti sähkötekniikan kursseilla auttavat 

oppimaan parhaiten (liite 2, kysymys 1). Vastausten perusteella yli 90 % opiskelijoista 

koki, että oppimista edesauttaa merkittävästi visualisointi, kuten kuvan, videon tai ani-

maation hyödyntäminen opetuksessa. Visuaalisuuden jälkeen muita tärkeitä keinoja oli-

vat konkreettinen tekeminen esimerkiksi simuloinnin tai laboratoriotöiden avulla, luen-

nolla kuuntelu, ja tehtävien laskeminen sekä itsenäisesti että ryhmässä. Yli 80 % opiske-

lijoista koki, että nämä keinot auttavat oppimisessa joko melko paljon tai erittäin paljon. 

Teorian oppiminen kirjallisuutta lukemalla jakoi eniten mielipiteitä. Vaikka 40 % opiskeli-

joista koki, että lukemisesta on paljon hyötyä oppimisessa, yli puolet (60 %) kuitenkin 

vastasi, että siitä on vain jonkin verran tai ei ollenkaan hyötyä.  

 

Lisäksi opiskelijoita pyydettiin arvioimaan, minkälaiset interaktiiviset tehtävätyypit TIM-

materiaalissa auttoivat eniten. Taulukossa 2 on esitetty tulokset kysymykseen. 

 

Taulukko 2. Opiskelijoiden vastaukset väittämään ”Edellä aineistossa olevista opetusta-
voista minua auttoivat eniten…” 

Tehtävätyyppi Auttaa  
vähän tai ei 
ollenkaan 

Auttaa jonkin 
verran 

Auttaa melko 
paljon 

Auttaa erittäin 
paljon 

Video-opetus  
(videot 1 ja 2) 

7,7 % 30,8 % 30,8 % 30,8 % 

STACK-tehtävät  
(tehtävät 1 ja 7) 

0,0 % 14,3 % 14,3 % 71,4 % 

Monivalintakysymys 
(tehtävä 2 ja 3) 

0,0 % 21,4 % 21,4 % 57,1 % 

Avoimet kysymykset 
(tehtävä 4) 

0,0 % 21,4 % 28,6 % 50,0 % 

Oikein/väärin-valinta 
(tehtävä 5) 

0,0 % 21,4 % 28,6 % 50,0 % 

Grafiikka (GeoGebra, 
tehtävä 6) 

7,7 % 0,0 % 23,1 % 69,2 % 

 



50 

Tulosten perusteella opiskelijat pitivät STACK-tehtäviä hyödyllisimpänä oppimisensa kan-

nalta, sillä yli 70 % opiskelijoista koki, että tehtävät auttoivat erittäin paljon asioiden op-

pimisessa. Myös GeoGebra-tehtävää pidettiin erityisen tärkeänä. Sanallisen palautteen 

perusteella nämä tehtävät koettiin hyödylliseksi niiden visuaalisuuden, käytännönlähei-

syyden ja automaattisen eli välittömästi tulevan palautteen vuoksi. Muihin tehtäviin liit-

tyen vain muutama opiskelija oli valinnut vastauksen ”Auttaa vähän tai ei ollenkaan”, jo-

ten tuloksista voi päätellä, että yleisesti ottaen kaikista tehtävätyypeistä koettiin olevan 

ainakin jonkin verran hyötyä.  

 

TIM-järjestelmää voisi käyttää vielä laajemminkin tulevaisuudessa, sillä siinä on paljon 

muitakin ominaisuuksia, joita ei hyödynnetty tässä tutkimuksessa. Kyselyn perusteella 

suurin osa opiskelijoista (yli 80 %) oli halukas käyttämään TIM-järjestelmää myös tulevai-

suudessa (liite 2, kysymys 2.7.). 

 



51 

6 TIM-järjestelmän sovelluskohteita tulevaisuudessa 

Piirianalyysin käsittelyn lisäksi TIM-järjestelmä vaikuttaa sopivan hyvin minkä tahansa 

oppiaineen ja kurssin opetukseen. Tässä luvussa pohditaan, miten Piirianalyysi A -kurssin 

lisäksi TIM-järjestelmää voisi soveltaa myös muilla sähkötekniikan kursseilla tai matema-

tiikan ja fysiikan kertauksessa. Palautekyselyn mukaan opiskelijat toivoivat lisää moni-

puolisia tehtäviä, laskuesimerkkejä ja välivaiheita tehtäviin. Luvussa esitellään tutkimuk-

sessa toteutettujen tehtävien lisäksi joitakin uusia tehtäväideoita ja opetustapoja, joita 

voisi tulevaisuudessa kehittää tekniikan alan kursseille. 

6.1 TIM-järjestelmä sähkötekniikan opetuksessa 

Tämän diplomityön tuloksena havaitaan, että TIM-järjestelmää voi käyttää monipuoli-

sesti erityisesti kursseilla, joiden tehtävissä voidaan hyödyntää interaktiivisuutta ja visu-

alisointia. Opetuksessa TIM-järjestelmää voi käyttää sekä itsenäisen opiskelun tukena, 

että ryhmäopiskelussa esimerkiksi luentojen yhteydessä. Lyhyet luentojen aikana esitet-

tävät luentokyselyt voisivat olla hyvä ja innostava tapa lisätä vuorovaikutteisuutta reaa-

liajassa luennoilla. Lisäksi pelillistäminen on yksi huomionarvoinen mahdollisuus ylläpi-

tää mielenkiintoa oppimisessa. Sähkötekniikan kursseilla TIM-järjestelmän harjoitusteh-

täviä voisi STACK-tehtävien tapaan ratkaista jo ennen varsinaisia paikan päällä järjestet-

täviä laskuharjoituksia tai jopa ennen luentoja. Lisäksi voidaan harjoitella simulointia eri-

laisilla matemaattisilla laskenta- ja simulointiohjelmilla.  

 
Palautekyselyn tulosten perusteella opiskelijat kokivat STACK-tehtävät hyödylliseksi op-

pimisensa kannalta,  joten niitä kannattaa hyödyntää jatkossakin joko omalla palvelimel-

laan tai TIM-järjestelmän kautta. STACK-tehtävät soveltuvat Piirianalyysi A:n lisäksi myös 

muun muassa matematiikan, fysiikan, Piirianalyysi B:n ja kenttäteorian kursseille. 

JSXGraphin avulla voisi toteuttaa tehtäviä, jotka helpottavat esimerkiksi vektorien hah-

mottamista kolmiulotteisessa avaruudessa (Ellonen, 2021). STACK-tehtävien ohella myös 

muita tässä työssä hyödynnettyjä tehtävätyyppejä voi soveltaa muillakin kursseilla. Mah-

dollisuus upottaa TIM-järjestelmään erilaisia laskenta-, simulointi ja piirto-ohjelmia on 

sähkötekniikan opetuksen kannalta erittäin hyödyllinen ominaisuus.  



52 

Eräs hyvä esimerkki on Octave-ohjelmisto, joka on tarkoitettu numeeriseen laskentaan 

ja simulointiin. Octave on pitkälti yhteensopiva maksullisen Matlab-ohjelmiston kanssa, 

jota käytetään useilla Vaasan yliopiston sähkötekniikan kurssilla ohjelmallisen laskemi-

sen ja simuloinnin harjoitteluun. Jyväskylän yliopiston säätötekniikan kurssilla on käy-

tetty Octave-ohjelmistoa Laplace-muunnoksen ja siirtofunktioiden opetuksessa (TIM, 

2017). Kuvassa 13 on esitetty eräs kurssin tehtävä. Tehtävän tarkoituksena on ohjelmoida 

sähköistä järjestelmää kuvaava siirtofunktio, jonka avulla tarkastellaan järjestelmän as-

kelvastetta. Käyttäjä voi muokata siirtofunktion arvoja kuvan 13 syöttökentässä. Koodi 

ajetaan suoraan TIM-järjestelmässä, jolloin ohjelma suorittaa laskemisen ja piirtää kuvan 

14 mukaisen kuvaajan askelvasteelle. Tätä tehtäväideaa kehittelemällä voisi toteuttaa si-

mulointitehtäviä myös esimerkiksi Piirianalyysi B -kurssille, joka käsittelee muutosilmi-

öitä ja siirtojohtoja. Tehtävät voisivat liittyä esimerkiksi muutosilmiöiden analysointiin ja 

ne tarjoaisivat mahdollisuuden harjoitella niiden simulointia jo ennen varsinaista simu-

lointiharjoitusopetusta. 

 

Kuva 13. Esimerkki simulointitehtävästä, jossa käyttäjä voi muuttaa siirtofunktion arvoja 
ja piirtää kuvaajan Octavella (TIM, 2017). 

 



53 

 

Kuva 14. TIM-järjestelmässä ajettu siirtofunktion koodi ja sen mukaan piirretty askelvas-
teen kuvaaja Octavessa (TIM, 2017). 

 
Teoreettisen sähkötekniikan lisäksi TIM-järjestelmää voisi hyödyntää myös soveltavam-

milla kursseilla. Eräs toinen diplomityön aikana esiin noussut idea on tehoelektroniikan 

opetus TIM-avusteisesti. TIM-järjestelmään voisi luoda esimerkiksi simulointitehtäviä, 

joissa tutkitaan puolijohdekomponenttien toimintaa kytkimenä. Yksinkertainen tehtävä 

voi sisältää piirikaavion jostakin puolijohdekomponentista, kuten transistorista. Käyttäjä 

itse pystyy muuttamaan transistorin arvoja, kuten liittimien välistä jännitettä. Käyttäjän 

toiminnan perusteella tehtävään piirtyy virta- ja jännitekuvaajat, joiden avulla tutkitaan 

transistorin toimintaa kytkinkäytössä. Tehtävissä voidaan käyttää TIM-järjestelmään jo 

valmiiksi integroituja ohjelmia, tai vaihtoehtoisesti voidaan upottaa jokin verkosta löy-

tyvä, selainpohjainen piirisimulointiohjelma.  

Tässä työssä toteutettujen tehtävien lisäksi myös esimerkiksi seuraavat TIM-järjestelmän 

tehtävätyypit soveltuvat hyvin myös sähkötekniikan opetukseen: 

 

• Draw.io -kuvanpiirto-ohjelma, joka mahdollistaa piirtämisen ilman ohjelmointia. 

• Vis.js -visualisaatiokirjasto, jonka avulla voidaan piirtää kuvia myös kolmiulottei-

sessa tilassa. 

• ImageX -kuvionraahaustehtävä, jossa yhdistetään eri komponentteja tai tekstejä. 

• Muut matemaattiset ohjelmistot, kuten Octave, Maxima tai Sage. 



54 

6.2 Käyttömahdollisuuksia matematiikan opetuksessa 

Koska matematiikan perusteiden ymmärtäminen on tärkeää sähkötekniikan opiskelussa, 

tarvitaan lisää ratkaisuja myös matemaattisen ajattelun ja osaamisen kehittämiseen. Yksi 

ratkaisu on kertaustehtävät, joihin voisi lisätä interaktiivisuutta opiskelijan motivaation 

ja mielenkiinnon ylläpitämiseksi. TIM-järjestelmään on jo luotu paljon monipuolista ma-

tematiikan oppimateriaalia ja tehtäviä, joissa on hyödynnetty esimerkiksi GeoGebraa. 

Näihin tehtäviin oikeudet pyytämällä tai vastaavia omia tehtäviä kehittämällä voisi koota 

tehtäväkokoelman, jossa opiskelija pääsisi harjoittelemaan ja kertaamaan matemaattisia 

aihepiirejä, joita myöhemmin sovelletaan sähkötekniikan kursseilla.  

Opiskelijapalautteessa toivottiin enemmän välivaiheita tehtäviin. Eräs ratkaisu tähän 

voisi olla MathCheck -kaavantarkastin, joka on sähköinen työkalu matemaattisen ajatte-

lun kehittämiseksi. MathCheck eroaa muista matematiikkaohjelmistoista siten, että sii-

hen on mahdollista syöttää tehtävän ratkaisu välivaiheineen, ja näin ollen opiskelijan 

koko päättelyketju tulee näkyville. MathCheck ei siis tarkista pelkästään lopullisen vas-

tauksen oikeellisuutta, vaan myös ratkaisun välivaiheet, ja antaa niistä välitöntä pa-

lautetta. Lisäksi etuna on, että sähköisissäkin tehtävissä vaaditaan kirjoittamaan välivai-

heet ylös, jolloin tehtävän valmista ratkaisua ei saa suoraan laskimesta ja näin ollen ma-

temaattinen ajattelu kehittyy. (Myllykoski ym. 2018) 

Tampereen yliopistossa toteutettiin vuonna 2017 MathCheck-ohjelmistoa hyödyntäviä 

matematiikan kertaustehtäviä ensimmäisen vuoden opiskelijoille. Tehtävät ratkaistiin 

TIM-järjestelmässä. TIM soveltuu hyvin MathCheckin käyttöön, koska se tallentaa opis-

kelijoiden vastauksista lokitietoja, joita voidaan myöhemmin analysoida ja luokitella vas-

tausten perusteella erilaisia tyypillisiä virhepäätelmiä (Myllykoski et al. 2018). Mattilan 

(2019) diplomityössä todettiin, että MathCheck sopii erityisesti matematiikan perusteh-

tävien harjoitteluun ja opiskelijat suhtautuivat ohjelmistoon positiivisesti. MathCheck-

kaavantarkastin on hyvä apuväline esimerkiksi yhtälönmuodostuksen ja -ratkaisun har-

joitteluun, joita olisi hyvä kerrata jo ennen sähkötekniikan kursseja.  



55 

6.3 Käänteinen opetus 

Perinteisen opetuksen lisäksi TIM-järjestelmä on toimiva alusta myös käänteiseen ope-

tukseen (engl. flipped classroom). Käänteisessä opetuksessa opiskelijat perehtyvät itse-

näisesti jo etukäteen kurssin aiheisiin, esimerkiksi tekemällä ennakkotehtäviä tai katso-

malla lyhyitä opetusvideoita tai luentotallenteita. Tämän jälkeen luennolla tai harjoitus-

tunnilla jatketaan asian käsittelyä ja keskitytään syventämään asian oppimista vuorovai-

kutteisesti, kuten esimerkiksi keskustellaan ratkaisuvaihtoehdoista ja käydään läpi en-

nakkotehtävistä epäselväksi jääneitä asioita (Vaasan yliopisto, 2022).  

Uuden työskentelytavan omaksuminen voi olla erityisesti ensimmäisenä toteutusvuonna 

haastavaa opiskelijalle, kun vastuu omasta oppimisesta kasvaa. Opettajalta uusi opetus-

tapa vaatii suunnittelua sekä uudenlaisia pedagogisia valmiuksia. Toisaalta onnistuneesti 

toteutettu käänteinen opetus voi lisätä opiskelijan kyvykkyyden ja omaehtoisuuden tun-

netta, joka puolestaan kasvattaa opiskelumotivaatiota (TIM, n.d.). Käänteinen opetus ko-

rostaa opiskelijan aktiivista roolia sekä vahvistaa itseohjautuvuutta, ja sen on todettu pa-

rantavan oppimistuloksia (Vaasan  yliopisto, 2022). 

6.4 Itse- ja vertaisarviointi 

Itsearvioinnissa opiskelija voi arvioida oman työnsä hyviä ja heikkoja puolia esimerkiksi 

mallivastausten pohjalta, ja pohtia miten on työskentelyssään onnistunut täyttämään 

tietyt kriteerit (TIM, n.d.). Yksi esimerkki itsearvioinnin toteutuksesta on TIM-järjestel-

män osaamistavoitetaulukko, jossa opettaja ensin määrittelee osaamistavoitteet kurssin 

eri aiheisiin liittyen. Opiskelija arvioi osaamistaan ja täydentää edistymisensä mukaisesti 

taulukkoa siihen määritetyllä asteikolla. Asteikolla ensimmäinen tavoite on kyseisen 

asian muistaminen, seuraava tavoite on asian syvällisempi ymmärtäminen ja tämän jäl-

keen tavoitteena on kyky soveltaa tietoja käytännössä. Itsearviointi kasvattaa opiskelijan 

tietoisuutta omasta oppimisestaan ja voi auttaa hahmottamaan oppimistavoitteita.  



56 

Yksi huomionarvoinen tapa lisätä opetukseen vuorovaikutteisuutta on vertaisarviointi. 

Vertaisarviointi on oppimismetodi, jossa opiskelijat arvioivat toistensa suorituksia tai an-

tavat toisilleen palautetta opettajan ohjeistuksen mukaisesti. TIM-järjestelmässä on ver-

taisarviointiin tarkoitettu ominaisuus, joka arpoo kaikille kurssin suorittajille arvioitavaksi 

yhden tai useita toisen opiskelijan tekemiä tehtäviä. Myös arvioinnin seuranta onnistuu 

järjestelmässä sujuvasti (Älyoppi, 2021b). 

Onnistuneen vertaisarvioinnin tärkeänä edellytyksenä on, että opiskelija saa tarvittavat 

ohjeet ja arviointikriteerit arviointia varten. Vertaisarviointi kehittää kriittistä ajattelua, 

ja arvioidessaan toisen suoritusta opiskelija pääsee itsekin kertaamaan aihetta ja oppii 

mahdollisesti samalla jotakin uutta. Lisäksi vertaisarviointi on hyvä tapa harjoitella pa-

lautteen antamista ja vastaanottamista, jotka ovat tärkeitä taitoja työelämässäkin.  

6.5 Opinnäytetöiden kirjoittaminen 

Eräs aihe jatkotoimenpiteeksi voisi olla Vaasan yliopiston opinnäytetyöpohjan luominen 

TIM-järjestelmään. Tällä hetkellä TIM-järjestelmässä on toimiva kirjoituspohja Jyväsky-

län yliopiston tietotekniikan opinnäytetöitä varten. Työt kirjoitetaan suoraan TIM-järjes-

telmässä ja tulostetaan lopuksi pdf-muodossa. TIM-järjestelmässä kirjoittamisen etuna 

on, että opettajan on helppo kirjoittaa käsikirjoitukseen kommentteja ja jokainen opis-

kelijan työhön tekemä muutos tulee myös opettajalle selvästi näkyviin edellisen lukuker-

ran jälkeen, toisin kuin esimerkiksi Wordilla kirjoittaessa.  

Vaasan yliopistolle on mahdollista luoda oma tulostuspohja TIM-järjestelmään, joka 

mahdollistaisi harjoitustyöraporttien ja opinnäytteiden kirjoittamisen suoraan TIM-alus-

talla. Tämä on helpointa toteuttaa muokkaamalla olemassa olevaa Jyväskylän yliopiston 

tulostuspohjaa. Tulostuspohja kirjoitetaan LaTeX-kielellä, ja siihen määritellään erilaisia 

komentoja, jotka vaikuttavat siihen, miltä varsinainen pdf-dokumentti tulostettuna näyt-

tää. Pohjaan tulisi siis määritellä muun muassa kansilehti, kirjoitustyylit ja fontit vasta-

maamaan Vaasan yliopiston mallipohjaa. Toteutus edellyttää jonkin verran perehtymistä 

LaTeX-kieleen ja TIM-järjestelmän tulostuksen toimintaan, jotta Vaasan yliopiston pohja 

saadaan yhteensopivaksi TIM:n tulostuksen kanssa.  



57 

6.6 Yhteenveto tulevaisuuden käyttömahdollisuuksista 

Tässä luvussa esiteltiin ehdotuksia ja havaintoja siitä, miten TIM-järjestelmää voisi tule-

vaisuudessa hyödyntää tekniikan opetuksessa, erityisesti sähkötekniikan kursseilla. Kes-

keisimmät TIM-järjestelmän tulevaisuuden käyttömahdollisuudet voidaan tiivistää seu-

raavanlaisesti: 

• Matematiikan ja fysiikan kertausmateriaalin luominen. 

• MathCheck -kaavantarkastimen hyödyntäminen matematiikan opiskelun tukena. 

• Simulointitehtävien kehittäminen esimerkiksi GeoGebra- tai Octave-  

ohjelmistoilla. 

• Selainpohjaisten simulointiohjelmien upottaminen TIM-järjestelmään. 

• Kuvanpiirto-ohjelmien hyödyntäminen, kuten Draw.io ja Vis.js. 

• Opiskelijoille jo entuudestaan tutun STACK-järjestelmän hyödyntäminen ja 

STACK-tehtävien kehittäminen myös muille sähkötekniikan kursseille. 

• TIM-järjestelmän hyödyntäminen käänteisessä opetuksessa sekä itse- ja ver-

taisarvioinnissa. 

• Opinnäytetyön kirjoittaminen TIM-järjestelmässä. 

 

 

 

 



58 

7 Johtopäätökset 

Diplomityön tavoitteena on selvittää, miten TIM-oppimisympäristöä voidaan hyödyntää 

Vaasan yliopiston piirianalyysin opetuksessa. Työssä esitellään uusi virtuaalinen oppimis-

ympäristö, TIM-järjestelmä, johon luotiin oppimateriaalia Piirianalyysi A -kurssia varten. 

Lopuksi kurssin opiskelijoita pyydettiin testaamaan järjestelmään luotua materiaalia ja 

antamaan siitä palautetta. 

 

Työn alussa perehdytään aktivoivaan ja vuorovaikutteiseen opetukseen sekä verkko-

opetuksen tuomiin uusiin mahdollisuuksiin. Tutkimuksen taustalla vaikuttaa konstrukti-

vistinen oppimiskäsitys, jossa aktiivinen tiedon rakentaminen ja vuorovaikutteisuus näh-

dään keskeisinä oppimista edistävinä tekijöinä. Vuorovaikutteisuus ja opiskelijoiden ak-

tivointi toteutuivat tässä diplomityössä interaktiivisten tehtävien avulla, joissa opiskelijat 

pääsivät tutkimaan, kokeilemaan ja testaamaan omaa oppimistaan. Tällä tavoin pyrittiin 

lisäämään opiskelijan omaa pohdiskelua ja kriittistä ajattelua. Materiaalin päätarkoitus 

on vahvistaa perusteiden ymmärtämistä.  

 

Materiaalia suunniteltaessa pyrittiin huomiomaan hyvän verkkotehtävän piirteet, kuten 

välitön palaute, havainnollistaminen erityisesti visualisoinnin keinoin, tekninen toimi-

vuus ja helppokäyttöisyys. Lisäksi ennen tehtävien luomista kartoitettiin kurssin keskei-

simmät haasteet, jotka liittyivät muun muassa matematiikan ja fysiikan perusteiden ym-

märtämiseen. TIM-järjestelmään kehitetyn materiaalin aiheeksi valittiin kompleksiluku-

laskenta ja vaihtosähkön perusteet. Tehtävät olivat monivalintakysymyksiä, avoimia vas-

tauksia ja simulointia GeoGebra-tehtävän avulla, jonka toiminta perustui erilaisten kom-

ponenttien liikuttamiseen kuvassa. TIM-järjestelmään saatiin onnistuneesti siirrettyä 

STACK-tehtäviä, joita oli jo aikaisemminkin hyödynnetty osana kurssin opetusta. Lisäksi 

materiaaliin kirjoitettiin teoriaa, toteutettiin laskuesimerkkejä ja upotettiin aiheeseen 

liittyviä kuvia ja opetusvideoita. Tehtävien luomiseen käytettiin pääasiassa MarkDown- 

ja YAML-merkintäkieliä ja JavaScript-ohjelmointikieltä.  

 



59 

Tuloksena voidaan todeta, että materiaalin luominen TIM-järjestelmään onnistui suju-

vasti ja voisikin sanoa, että vain mielikuvitus on rajana sisällön luomisessa. On kuitenkin 

huomioitava, että uuden, käyttökelpoisen ja laadukkaan luentomateriaalikokonaisuuden 

kehittäminen vie aikaa, vaikkakin tehtävien luomista helpottaa TIM-järjestelmän teks-

tieditori ja valmiit koodipohjat. Näiden avulla voidaan luoda perustehtäviä ilman laajaa 

ohjelmointiosaamista. Jos perustehtävien lisäksi halutaan kehittää monimutkaisempia, 

soveltavia tehtäviä, vaaditaan enemmän tuntemusta matematiikkaohjelmistoista sekä 

eri ohjelmointikielistä, kuten JavaScriptistä.  

 

Lopuksi Piirianalyysi A -kurssin opiskelijoita pyydettiin testaamaan TIM-järjestelmää ja 

vastamaan palautekyselyyn, jossa kartoitettiin mielipidettä järjestelmästä yleisesti sekä 

sinne luodusta kurssimateriaalista. Lisäksi kysyttiin, mitkä eri opetuksen keinot opiskeli-

jat kokevat hyödyllisimmiksi oppimisensa kannalta, ja minkä tyyppinen TIM-sisältö edes-

auttoi oppimista eniten. Opiskelijapalautteessa esiin nousseet TIM-järjestelmän hyödyt 

voidaan tiivistää seuraavasti:  

 

• ”Selkeä, yksinkertainen rakenne ja vaivaton käyttöliittymä.” 

• ”Visuaalisesti toimiva sivu.” 

• ”Monipuolisuus STACK-järjestelmään verrattuna – halutessaan voi lukea teoriaa 

tehtävien ohella, ja lisäksi voi edetä pienissä pätkissä kerrallaan.” 

• ”Automaattinen, välitön ja kannustava palaute – palautteessa neuvotaan miten 

edetä, esimerkiksi mitä kaavaa tulisi käyttää. Palaute auttaa uuden oppimisessa 

ja tarjoaa mahdollisuuden oppia myös vääristä vastauksista.” 

• ”Videot ja GeoGebra ovat hyviä lisiä. Erityisesti GeoGebra -tehtävä liukusäädöillä 

opettaa paljon, kun näkee heti konkreettisesti, mikä vaikuttaa mihinkin.” 

• ”Materiaalissa on tiivistetty tärkeimmät asiat. ” 

• ”Dokumentissa oli monipuolisesti erilaisia tehtävämuotoja.” 

• ”Sopivan haastavat tehtävät esimerkkeineen ja mallivastauksineen.” 

• ”Perustehtävistä aloittaminen oli hyvä, tällöin saadaan hyvin perustukset raken-

nettua soveltavammalle työskentelylle.” 



60 

• ”TIM-järjestelmää voi käyttää itselle sopivana aikana ja myös etänä, paikasta riip-

pumatta.” 

 

Keskeisimmät opiskelijoiden kehitysehdotukset voidaan tiivistää seuraavasti: 

 

• ”Sivun luonnetta voisi kehittää modernimmaksi.” 

• ”Mahdollisuus valita musta- tai tummataustainen versio.” 

• ”Pieni muistiinpanotila, jonka voisi tulostaa.” 

• ”Sivun reunaan ilmestyvät oranssit palkit tulisi saada tarvittaessa pois.” 

• ”Koko kurssin sisällöstä vastaava kokonaisuus.” 

• ”Enemmän tehtäviä, joilla voi testata osaamista ja lisää graafisia esityksiä, kuten 

kuvia tai GeoGebra -tehtäviä.” 

• ”Perustehtävien lisäksi soveltavampia tehtäviä ja vaikeampien aiheiden läpikäyn-

tiä.” 

• ”Kaikkiin tehtäviin voisi lisätä mallivastaukset. Myös teoriaa voisi olla paikoittain 

lisää ja ehkä enemmän rautalangasta väännettynä.” 

• ”Osa tehtävistä voisi olla useasti suoritettavissa, esimerkiksi monta samankal-

taista tehtävää peräkkäin.” 

• ”Kysymyksissä voisi pyytää myös välivaiheita.” 

• ”Tehtävät ja esimerkit ovat ehkä hieman tiiviisti yhdessä.” 

 

Tämän tutkimuksen perusteella opiskelijat kokivat, että TIM-järjestelmästä ja siihen luo-

dusta materiaalista voisi olla hyötyä oppimisen kannalta, ja suurin osa oli halukas käyttä-

mään TIM-järjestelmää tulevaisuudessa jollakin kurssilla. Eri tehtävätyypeistä opiskelijat 

kokivat hyödyllisimmiksi STACK- ja GeoGebra -tehtävät. Sanallisen palautteen perusteella 

nämä tehtävät koettiin hyödylliseksi niiden dynaamisuuden, visuaalisuuden, käytännön-

läheisyyden ja välittömän palautteen ansiosta. Myös opetusvideot ja muut tehtävätyypit, 

kuten monivalinta ja avoimet syöttökenttäkysymykset koettiin hyödyllisiksi. TIM-järjes-

telmää pidettiin helppokäyttöisenä ja järjestelmän selkeä ulkoasu ja yhtenäinen rakenne 

saivat positiivista palautetta. Kehitysehdotuksissa toivottiin pieniä muutoksia esimerkiksi 



61 

ulkoasuun liittyen, ja opiskelijat toivoivat, että tehtäviä olisi ollut enemmän ja kattavam-

min kaikista kurssin aihepiireistä.  

 

Palautekyselyn perusteella suurin osa opiskelijoista oli sitä mieltä, että parhaiten oppi-

mista edesauttaa käsitteiden visualisointi, konkreettinen tekeminen (kuten laboratorio, 

simulointi, tehtävien laskeminen joko itsenäisesti tai ryhmässä), sekä luennoille osallis-

tuminen. Eniten mielipiteitä jakoi kirjallisuuden lukeminen – hieman yli puolet opiskeli-

joista arvioi, että siitä on vain jonkin verran tai ei ollenkaan hyötyä oppimisessa. Tämä 

saattaa yleisesti kuvastaa osaltaan perinteisen kirjan lukemisen merkityksen heikenty-

mistä. 

 

Diplomityössä käsitellään lähinnä ihmisen ja tietokoneen välistä vuorovaikutusta, jota 

pystyttiin TIM-järjestelmässä hyödyntämään monipuolisesti. On kuitenkin huomioitava, 

että myös sosiaalisella vuorovaikutuksella, kuten ryhmässä eri tavoin oppimisella ja kes-

kustelulla, on tärkeä rooli oppimisessa ja uuden tiedon omaksumisessa. TIM-järjestel-

mässä yhteistoiminnallista oppimista voi toteuttaa esimerkiksi interaktiivisten luentoky-

selyjen, keskustelupalstan, erilaisten ryhmätehtävien tai vertaisarvioinnin avulla.  

 

Työn keskeiset tulokset 

Työn tavoitteena on vastata seuraaviin tutkimuskysymyksiin: 

• Miten TIM-oppimisympäristöä voidaan hyödyntää Vaasan yliopiston sähköteknii-

kan opetuksessa yleisesti, ja erityisesti Piirianalyysi A -kurssilla?  

• Mitkä opetustavat auttavat oppimaan parhaiten?  

• Mitä mieltä Piirianalyysi A:n opiskelijat ovat TIM-järjestelmästä ja minkälaisen 

TIM-sisällön opiskelijat kokevat hyödyllisimmäksi? 

 

Työn tuloksena todetaan, että TIM-oppimisympäristöön voidaan luoda monipuolinen   

luentomateriaalikokonaisuus, joka sisältää teorian lisäksi opetusvideoita, laskuesimerk-

kejä ja erilaisia interaktiivisia tehtäviä, kuten monivalintaa, lasku- ja simulointitehtäviä 



62 

sekä erilaisia syöttökenttätehtäviä, joihin vastataan joko lukuarvoilla tai sanallisesti. Pii-

rianalyysi