Sähköistettyä osaamista sote-alan koulutukseen

Kirjoittajat: Anna-Leena Eklund, Taneli Rantaharju & Heli Ylitalo.

Keihäänkärkenä digitaalisuus

Sosiaali- ja terveysministeriössä on meneillään useita sote-uudistukseen liittyviä kärkihankkeita, joiden tavoitteena on uudistaa sote-palveluja asiakaslähtöisemmiksi ja vaikuttavammiksi (Sosiaali- ja terveysministeriö). Näihin tavoitteisiin pyritään digitalisaation avulla. Valtiovarainministeriö määrittelee digitalisaation seuraavasti: ”Digitalisaatio on sekä toimintatapojen uudistamista, sisäisten prosessien digitalisointia että palveluiden sähköistämistä. Kyse on isosta oivalluksesta, miten omaa toimintaa voidaan muuttaa jopa radikaalisti toisenlaiseksi tietotekniikan avulla.” (Sosiaali- ja terveysministeriö 2016.) Kainuussa tähän haasteeseen on vastattu DIGIOS-hankkeella.

Digitaalisen osaamisen kehittäminen sosiaali- ja terveydenhuollon koulutuksessa ja palveluissa Kainuussa (DIGIOS) on hanke, jota hallinnoi Kajaanin ammattikorkeakoulun (KAMK) Sairaan- ja terveydenhoidon osaamisalue. Osatoteuttajina ovat Kajaanin ammattikorkeakoulun Tietojärjestelmät-osaamisalue, Kainuun ammattiopiston hyvinvointiala sekä Kainuun sosiaali- ja terveydenhuollon kuntayhtymä (Kainuun sote). Hanke toteutetaan ajalla 1.3.2017–31.5.2019, ja sen tavoitteena on yhteistyössä työelämän kanssa kehittää sähköisten terveyspalvelujen osaamista.

Sosiaali- ja terveyspalvelut sähköistyvät – pysyykö koulutus perässä?

Digitalisaatio ja sen myötä tapahtuvat sosiaali- ja terveyspalvelujen rakenteiden ja toimintojen muutokset asettavat mittavia muutosvaateita myös terveydenhuollon koulutukselle. Sairaanhoitajaliiton sähköisten terveyspalvelujen strategia vuosille 2015–2020 määrittelee sairaanhoitajalta vaadittavan sähköisten terveyspalvelujen osaamisen (Sairaanhoitajaliitt 2015). Sairaanhoitajaliiton strategia on kansallisten linjausten (Sosiaali- ja terveysministeriö 2014; 2016), ohella otettu huomioon suunniteltaessa Kajaanin ammattikorkeakoulun terveyden- ja sairaanhoitajakoulutuksen uutta, vuoden 2019 opetussuunnitelmaa. Samoin toisella asteella lähihoitajakoulutuksen sisällössä ovat sähköiset palvelut yhtenä osana.

DIGIOS-hankkeen aikana on Kajaanin ammattikorkeakoulun sairaan- ja terveydenhuollon koulutuksen uudistuvaan opetussuunnitelmaan integroitu hoitotyön sähköisten terveyspalvelujen osaamisen perusteet kattava opintopolku (15 op). Kainuun ammattiopiston lähihoitajaopiskelija voi halutessaan suorittaa opintopolun joko osin tai kokonaisuudessaan samassa toteutuksessa sairaan- ja terveydenhoitajaopiskelijoiden kanssa, jolloin suoritus liitetään osaksi hänen II-asteen tutkintoaan. Opintokokonaisuus luetaan kokonaan hyväksi lähihoitajalle, joka jatkaa opintojaan Kajaanin ammattikorkeakoulun terveyden- tai sairaanhoitajakoulutuksessa. Tämä lyhentää hänen opintojaan noin 2½ kuukautta, mikä puolestaan tukee suoraan opetus- ja kulttuuriministeriön koulutuspoliittisia tavoitteita.

Aito tarve on avain onnistumiseen

DIGIOS-hankkeen alussa selvitettiin Kainuun soten, hoivayritysten henkilökunnan ja koulutusorganisaatioiden opettajien osaamista sähköisissä palveluissa. Vastausten perusteella suhtautuminen digitalisaatioon on myönteinen, mutta osaamispuutteita on jopa perustaidoissa. Työpaikoilla on toistaiseksi rajallisesti digitaalisia työvälineitä, kuten etäohjaukseen tarkoitettuja laitteita, eikä henkilökunta ole siksi päässyt työssään tutuksi aihepiirin kanssa. Nämä lähtökohdat huomioiden DIGIOS-hankkeessa kehitetään opiskelijoiden osaamista tuomalla konkreettisia digitaalisia työvälineitä ja -menetelmiä hoitotyön opetukseen (kuva 1). Samalla lisätään sote-alan opettajien osaamista sähköisten palvelujen osalta, jotta digitaalisuus tulisi huomioiduksi kaikessa sote-alan opetuksessa. Opiskelun aikana saadut tiedot ja taidot siirtyvät valmistumisen jälkeen työelämään, mikä puolestaan helpottaa ja nopeuttaa uusien digitaalisuutta hyödyntävien toimintatapojen omaksumista sote-alalla.

Kuva 1. Hoitajan työpiste Digios-oppimisympäristössä.

Hankkeen toteuttamana on rakennettu oppimisympäristö, jossa opiskelijat voivat harjoitella nykyaikaisen, teknologia-avusteisen hoitotyön menetelmiä ja periaatteita kuten kotona asuvan asiakkaan ohjaamista digitaalisilla välineillä. DIGIOS-oppimisympäristö sijaitsee fyysisesti Kajaanin ammattikorkeakoulun ja Kainuun ammattiopiston yhteisissä tiloissa. Se koostuu kahdesta erillisestä tilasta, hoitajan toimistoksi ja asiakkaan kodiksi kalustetuista huoneista. Asiakkaan kotia jäljittelevässä huoneessa on kattava valikoima erilaisia antureita ja mittalaitteita terveydentilan, yleisen hyvinvoinnin, aktiivisuuden ja kodin turvallisuuden seurantaan (kuva 2). Hoitajan työhuoneessa on puolestaan tietokone, tablet-laite ja muut oheislaitteet asiakkaan ja hoitoprosessin etäohjaamiseen.

Kuva 2. Oppimisympäristön asiakkaan kotia jäljittelevä huone.

Oppimisympäristön keskiössä sijaitsee suomalaisen Gillie.io Company Oy:n kehittämä terveydenhuollon integraatio- ja tekoälyalusta. Antureilta ja mittalaitteilta saatavat tiedot välitetään ja tallennetaan Gillie.io-alustalle, josta hoitajat voivat tarkastella tuloksia reaaliaikaisesti millä tahansa internetiin yhdistetyllä päätelaitteella: älypuhelimella, tabletilla tai tietokoneella. Muita oppimisympäristön avainkomponentteja ovat mobiilisovellukset mittausten hallintaan ja rakenteiseen kirjaamiseen sekä omatekoinen tietokanta kuvitteellisille harjoitteluasiakkaille. Järjestelmäkokonaisuudessa on myös digitaalinen arkisto DIGIOS-oppimisympäristöön (kuvio 1) suunnitelluille oppimistehtäville sekä video-, puhe- ja chat-yhteydet asiakkaaseen. Kaikki yllä mainitut elementit sulautuvat yhdeksi, monipuoliseksi ja käyttäjäystävälliseksi kokonaisuudeksi, jonka toteutuksessa on huomioitu myös tietoturvanäkökulma. Gillie.io-alustaa hyödynnetään alkuvaiheessa pääasiallisesti mitattujen tietojen tallentamiseen ja tulosten tarkastelemiseen. Hankkeen edetessä otetaan käyttöön vähitellen muitakin alustan ominaisuuksia, kuten hoitotehtävien laajamittainen hallinta, asiakaskohtaiset hälytykset ja muistutukset sekä tekoälypohjainen mittaustulosten analysointi ja päätöksenteon tuki.

Kuvio 1. Havainnekuva Digios-oppimisympäristöstä.

Mitä useampi kokki, sitä parempi soppa

Sairaanhoitajan ammatilliseen osaamiseen kuuluu kyky ratkaista ongelmia moniammatillisissa tiimeissä. Sairaanhoitajan tulee hallita kliinisessä hoitotyössä tarvittavat keskeiset toimenpiteet, diagnostiset tutkimukset sekä hoitotyön auttamismenetelmät osana potilaan kokonaishoitoa sekä kirjata rakenteisesti yhtenäisillä luokituksilla. (Eriksson, Korhonen, Merasto & Moisio 2015.)

Moniammatillisen yhteistyön oppiminen helpottuu, jos eri ammattiryhmät toimivat yhdessä jo opiskeluaikana (Isoherranen 2012, 158). Oppimisympäristö mahdollistaa yhteistyön ja moniammatillisen hoitotyön harjoittelun hankkeen osapuolille. Opiskelu on mahdollista järjestää esimerkiksi siten, että sairaanhoitaja-lähihoitaja-työpari toimii ympäristössä oikeaa työelämän tilannetta vastaavalla tavalla. Oppimisympäristöä voidaan hyödyntää harjoiteltaessa asiakkaan tutkimista tai terveydentilan seurantaa ja mittaamista digitaalisin, langattomin menetelmin. Hoitotyön päätöksenteon kirjaaminen on mahdollista rakenteisesti, FinnCC-luokituksen mukaisesti hankkeessa kehitettyyn potilastietojärjestelmään. Potilaskertomuksen valtakunnallisesti yhtenäinen rakenteistaminen helpottaa potilastiedon käyttöä, hakua ja hoidon seurantaa sekä yhtenäistää kirjaamista ja näin edistää potilasturvallisuutta (Jokinen & Virkkunen 2018). Hoitotyön dokumentointi onnistuu myös sanelemalla, jolloin puheentunnistusohjelma muuttaa äänen tekstiksi. Potilastietojärjestelmään opettajat voivat luoda ja tallettaa tietoja oman substanssialueensa harjoituksia varten. Oppimistilassa olevan teknologian ansiosta asiakaspalvelutilanteiden ja etäohjaamisen harjoittelu eri kanavia (puhelin, video, chat, sähköposti, tekstiviestit, some) hyödyntäen on helppo järjestää.

Oppimisympäristössä voidaan lisäksi opetella hyödyntämään langatonta, turvallisuutta lisäävää kodinteknologiaa osana hoitotyötä. Näiden ohella tilassa on edellytykset opettaa läsnäolo- ja hoivarobotiikan käyttöä hoitotyössä.

Eri koulutusalojen osaamista on yhdistetty oppimisympäristön suunnittelussa, toteuttamisessa ja opetukseen integroimisessa. Opiskelijat ovat osallistuneet kehittämistyöhön laatimalla asiakasesimerkkejä oppimisympäristössä toteutettaviksi sekä testaamalla ja pilotoimalla ympäristöä. Työelämän edustajilta on kerätty tarpeita, odotuksia, kehittämisehdotuksia ja mielipiteitä ympäristön rakenteesta ja teknologioista. Oppimisympäristön kehitystä ja käyttöönottoa on yhtäältä sujuvoitettu tiiviillä yhteistyöllä suunnitteluvaiheessa, toisaalta ripeällä etenemisellä henkilökunnan perehdytyksiin.

Yhteistyö opettaa puolin ja toisin

Hankkeen alkuvaiheessa kävi ilmi, ettei opetushenkilöstö tunne toistensa toimialoja riittävän tarkasti. Yli alojen tapahtuva yhteistyö on helpompaa, jos heti aluksi tutustutaan toisen alan työelämän tarpeisiin käytännössä. Esimerkiksi tietojärjestelmien opettajan on suotavaa tuntea sosiaali- ja terveysalan potilastietojärjestelmiä ja toimintatapoja; sosiaali- ja terveysalan opettajalla tulee vastaavasti olla perusnäkemys terveysalan teknologioista ja niiden tarjoamista mahdollisuuksista. Yhteisen näkemyksen ja ymmärryksen löytäminen on ensimmäinen, ratkaisevan tärkeä vaihe muun muassa asiakkaan etäohjaukseen tarkoitettua oppimisympäristöä suunniteltaessa.

Oppimisympäristön kehittämisessä on paljon mahdollisuuksia. Moniammatillisen yhteistyön harjoittelu on tarpeen paitsi opiskelun aikana, mutta myös työelämässä olevien työntekijöiden kesken. Jatkossa tekoäly auttaa hoitajaa hoitotyön päätöksenteossa ja hoitotyön suunnittelussa, ja näihin tarpeisiin voidaan koulutuksella vastata. Sosiaali- ja terveysalan digitaalisten välineiden kehittyminen mahdollistaa jatkossa laadukkaamman hoitotyön ja oikein ohjatut palvelut.

Tämä ei jää tähän – olemme valintamme tehneet

Vuoden 2019 ensimmäisellä puoliskolla oppimisympäristö jalkautetaan täysimääräisesti opetukseen ja sitä ylläpidetään sote-alan ja tietojärjestelmien yhteistyönä. DIGIOS-konseptin kehittämistä on määrä jatkaa meneillään olevan hankkeen jälkeen niin KAMK:n strategian mukaisilla sisäisillä toimenpiteillä kuin erillisrahoituksella toteutettavissa projekteissa. Sairaan- ja terveydenhoidon ohella hyötyjänä on insinöörikoulutus. Yhteiskehittämisen tulokset soveltuvat erinomaisesti insinööriopintojen syventävään vaiheeseen, jossa KAMK:n insinööriopiskelijat syventyvät mm. terveyden, hyvinvoinnin ja liikunnan teknologioihin. Oppimisympäristöä tullaan käyttämään opetuksen lisäksi myös sote-alan ja tietotekniikan henkilökunnan täydennyskoulutuksissa ja perehdytyksissä. Mikä tärkeintä, yhteiskunnalle ja yksityishenkilöille hyötyvaikutukset konkretisoituvat ensimmäisten digipainottuneeseen opetukseen osallistuneiden opiskelijoiden valmistuessa ja siirtyessä työelämään. Vankalta pohjalta on mukava ponnistaa!

Kirjoittajat

Anna-Leena Eklund, TtM, esh, Lehtori, Hoitotyö, Kajaanin ammattikorkeakoulu, Anna-Leena.Eklund(at)kamk.fi

Taneli Rantaharju, DI, Lehtori, Tieto- ja viestintätekniikka, Kajaanin ammattikorkeakoulu, Taneli.Rantaharju(at)kamk.fi

Heli Ylitalo, TtM, ett, Opettaja, Hyvinvointi, Kainuun ammattiopisto, Heli.Ylitalo(at)kao.fi


Eriksson, E., Korhonen, T., Merasto, M. & Moisio, E-L. 2015. Sairaanhoitajan ammatillinen osaaminen. Porvoo: Bookwell.

Isoherranen, K. 2012. Uhka vai mahdollisuus – moniammatillista yhteistyötä kehittämässä. Väitöskirja. Helsingin yliopisto, Sosiaalitieteiden laitos. Haettu 22.9.2018 osoitteesta http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-7664-0

Jokinen, T. & Virkkunen, H. (toim.) 2018. Potilastiedon rakenteisen kirjaamisen opas osa 1. Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (THL). Haettu 24.9.2018 osoitteesta https://thl.fi/documents/920442/2902744/Kirjaamisopas+osa+1++final+2018.pdf/0e08fabe-0a4a-4311-9260-463648b3b7e2

Sairaanhoitajaliitto. 2015. Sairaanhoitajaliiton sähköisten terveyspalveluiden strategia vuosille 2015-2020. Sairaanhoitajaliiton raportti 10/2015. Haettu 23.5.2018 osoitteesta https://sairaanhoitajat.fi/wp-content/uploads/2016/01/SÄHKÖISET_TERVPALV_STRATEGIA.pdf

Sosiaali- ja terveysministeriö. Kärkihankkeet ja säädösvalmistelu. Haettu 5.6.2018 osoitteesta https://stm.fi/hankkeet.

Sosiaali- ja terveysministeriö. 2014. Tieto hyvinvoinnin ja uudistuvien palvelujen tukena – Sote-tieto hyötykäyttöön –strategia 2020. Haettu 23.5.2018 osoitteesta http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-00-3548-8

Sosiaali- ja terveysministeriö. 2016. Digitalisaatio terveyden ja hyvinvoinnin tukena. Sosiaali- ja terveysministeriön digitalisaatiolinjaukset 2025. Haettu 23.5.2018 osoitteesta http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-00-3782-6

Muoviosaamista tarvitaan kiertotaloudessa

Kirjoittajat: Mirja Andersson, Stewart Makkonen-Craig, Maiju Holm ja Kristo Lehtonen.

Muovien kierrätys ja 3D-tulostus – kohti kiertotaloutta ja kestävää tuotantoa

Ammattikorkeakoulu Arcadan energia- ja materiaalitekniikan osastolla on viime vuosina panostettu muovin kierrätyksen soveltavaan tutkimukseen useiden kumppaneiden kanssa. Tutkimusaihe liittyy myös käynnissä oleviin englannin- ja ruotsinkielisiin muovitekniikan / prosessi- ja materiaalitekniikan koulutusohjelmiin. Tässä artikkelissa kerrotaan lyhyesti Arcadan TKI-projekteista, jotka kytkeytyvät materiaalikiertojen hallintaan ja kiertotalouteen.

Muoveja tuotetaan globaalisti noin 300 miljoonaa tonnia vuosittain. Euroopan alueella muoviteollisuus työllistää suoraan noin 1,5 miljoonaa henkilöä (PlasticsEurope 2016). Muovimateriaalien käytön tunnetuin globaali ympäristöhaitta on roskaantuminen. Kierrätyksellä voidaan pääsääntöisesti säästää luonnonvaroja ja vähentää muitakin ympäristövaikutuksia, mikäli kierrätysmateriaaleilla ja -tuotteilla korvataan neitseellisiin raaka-aineisiin pohjautuvaa tuotantoa (Eskelinen ym. 2016). Ympäristön mikromuovit (alle 5 mm:n kokoisia muovihiukkasia) ovat peräisin lukuisista kuluttajatuotteista, teollisista prosesseista, maataloudesta sekä liikenteestä ja suurempien muovikappaleiden hajoamisesta luonnossa (Auta ym. 2017). Globaalisti, arvioiden mukaan, noin 1,5 miljoonaa tonnia mikromuovia päätyy vesistöihin vuosittain. (Boucher & Friot 2017.)

Muovien kierrättäminen materiaalina kiertotalousmallin (Ellen MacArthur Foundation 2015) mukaisesti on maassamme vasta kehittymässä (Eskelinen ym. 2016, Seppälä ym. 2016). Suomen ensimmäinen teollisen mittakaavan kierrätysmuovijalostamo käynnistyi 2016 osana Ekokem Oyj:n (nykyisin Fortum Waste Solutions Oy) kehittämää Kiertotalouskylää (Fortum 2017). Arcadan Energia- ja materiaalitekniikan osasto osallistui kierrätysmuovijalostamon tutkimus- ja kehitystyöhön lukuisia insinööriopiskelijoita työllistäneiden projektien ja opinnäytetöiden kautta vuosina 2013–2016.

Arcada oli vuosina 2014-2016 mukana kansallisessa strategisessa tutkimusohjelmassa (CLEEN/CLIC shok) nimeltä ’’Materiaalien arvovirrat /ARVI’’ yhdessä noin 30 kierrätysalan keskeisen tutkimuslaitos- ja yritystoimijan kanssa. Tämä strateginen tutkimusohjelma loi pohjaa kiertotalouden tutkimuksellisena avauksena, materiaalikierron liiketoiminnallisesta näkökulmasta. Eri jätemateriaaleja koskevat tutkimustulokset on koottu tutkimusohjelman loppuraporttiin, joka on verkossa vapaasti saatavilla (ARVI 2017a).

Arcada osallistui ARVI-tutkimusohjelmassa muovien kierrätykseen erikoistuneeseen työryhmään, ja mukaan saatiin myös ilahduttavan suuri joukko aiheesta kiinnostuneita insinööriopiskelijoita projekti- ja opinnäytetöineen (ARVI 2017b). Muovien kierrätyksen suuria ongelmia ovat muovilaatujen suuri määrä ja kuluttajaperäisten muovien likaisuus. Yleisesti voidaan todeta, että muovien huolellinen lajittelu ja puhdistus ovat edellytyksiä laadukkaan kierrätysmuovin aikaansaamiseksi (Mylläri ym. 2016). Pakkaukset ovat merkittävin muovin käyttökohde, ja siten myös merkittävin muovijätteen lähde maassamme (Dahlbo ym. 2018). Materiaalikierrätyksen kannalta haasteellisimpia pakkausmateriaaleja ovat tyypillisesti kemiallisesti useampaa eri muovia sisältävät elintarvikepakkaukset (Häsänen 2016).

Hajautettuna tuotantomallina 3D-tulostuksella on mahdollisuuksia parantaa tuotteiden valmistuksen kestävyyttä ympäristönäkökulmasta (Gebler ym. 2014, SYKE 2017), mutta nopeasti kehittyvään teknologiaan liittyvää tutkimusta myös ympäristönäkökulmasta tarvitaan lisää (Kohtala, 2014). Arcadassa 3D-tulostukseen liittyvä tutkimustyö käynnistyi vuonna 2013 ensin immateriaalioikeuksiin liittyen, koska teknologia mahdollistaa myös tuotteiden nopean kopioimisen (Enqvist & Andersson 2013). ARVI-tutkimusohjelman materiaalikierrätysteeman ansiosta Arcadassa kiinnostuttiin kuitenkin erityisesti kierrätysmuovien käytöstä 3D-tulostuksen raaka-aineena. Vuosina 2016–2017 toteutetussa Kierrätysmuovien 3D-tulostuksen sovelluslaboratorio -projektissa tutkittiin kierrätysmuovien käyttöä 3D-tulostuksessa Arcadan, Turun Ammattikorkeakoulun ja Suomen Ympäristökeskuksen sekä yritysten yhteistyönä. Loppuraportti julkaistiin projektin verkkosivuilla sähköisessä muodossa (3DPlast 2017). Tutkimusaihe kiinnosti insinööriopiskelijoita, joiden projekteja ja opinnäytetöitä valmistui useita (Arcada 2017).

Kierrätysmuovien 3D-tulostuksen sovelluslaboratorio -projektin aikana Arcadassa valmistettiin 3D-tulostuksessa raaka-aineena käytettävää muovilankaa erilaisista kierrätysmuovieristä. Muovilankaa käyttävän 3D-tulostimen raaka-ainekierron päävaiheet on esitetty kuvassa 1. Mikäli kierrätysmuovimateriaalina oli useamman eri muovityypin seos tai jos se sisälsi sekoittumattomia epäpuhtauksia, tulostuslangan laadun hallinta oli haasteellista. Tulos vastaa aiempia tutkimuksia, joiden mukaan muovien huolelliseen lajitteluun ja epäpuhtauksien poistamiseen kannattaa panostaa (Mylläri ym. 2016.)

Kuva 1. 3D-tulostuksessa syntynyttä hylkymuovia (vasemmalla), hylkymuovista valmistettua uutta tulostuslankaa/kierrätysfilamenttia (keskellä) ja kierrätetystä muovista 3D-tulostettuja esineitä. Kuvan käyttöoikeudet omistaa Arcada.

Arcadan insinööriopiskelijoiden ’’kierrätin’’-projekti start up -yrityksen kanssa

Insinööriopiskelijat motivoituvat teknisistä ja käytännönläheisistä haasteista. Kaksi Arcadassa opiskelevaa tulevaa muovitekniikan insinööriä yhdisti osaamisensa startup-yritys 3DBear Oy:n kanssa ja tuloksena syntyi 3D-tulostettavan muovin kierrätyslaitteisto, jonka toiminta perustuu kuvassa 1 esitetyn kierron tapaan uuden muovilangan valmistamiseen muovijätteestä (kts. laitteiston prototyyppi kuvassa 2). Kompaktin kierrätyslaitteiston konsepti julkistettiin lokakuussa 2017 (3DBear 2017a, HS 2017). Konsepti sekä laitteiston osaluettelo avattiin vapaasti kaikkien saataville ja edelleen hyödynnettäväksi yrityksen englanninkielisten verkkosivujen kautta (3DBear 2017b). Yrityksen julkistaman kierrätyslaitteiston ja 3D-tulostuksen avulla soveltuvia, pieniä muovimateriaalieriä voidaan kierrättää tehokkaasti uusiksi tulosteiksi.

Kuva 2. 3DBear Oy:n julkistaman laitteiston prototyyppi (3DBear 2017b). Kuvan käyttöoikeudet omistaa 3DBear Oy.

Kierrätyksestä kiertotalouteen insinöörikoulutuksella

Kasvavien ympäristöongelmien lisäksi yhteiskuntaamme haastaa työelämän muutos digitalisaation ja tekoälyn vaikutuksesta (World Economic Forum 2016). Arcadassa käynnissä olevan kolmevuotisen TEKNETIUM -projektin (2016–2019) tavoitteena on yhtäältä kehittää energia- ja materiaalitekniikan koulutusohjelmia vahvistaen ympäristötietoisempaa ajattelutapaa ruotsinkielisten insinöörien keskuudessa, ja toisaalta vastata huimaan teknologiseen kehitykseen (Arcada 2016).

Tulevaisuuden työelämässä kestävän teknologian kokonaisvaltainen ja yhteistoiminnallinen kehittäminen vaatii insinööreiltä modernin oppimisen, työskentelyn ja viestinnän taitojen hallintaa. Globaalien verkostojen merkitys kasvaa teknologian kehityksen synnyttäessä uutta tietoa, joka leviää digitaalisena ja langattomasti nopeammin kuin koskaan aiemmin. Se edellyttää tulevilta insinööreiltä kykyä analysoida nopeasti suuriakin tietomääriä sekä tehdä tietojen pohjalta kestäviä valintoja ja päätöksiä (Andersson & Makkonen-Craig 2017). Käynnissä olevan neljännen teollisen vallankumouksen vaikutukset useissa voimakkaasti kehittyvissä sovelluksissa ja teknologioissa (Schwab 2015, Maynard 2015) vaativat kehittämään perinteistä insinööriosaamista uudenlaista työelämää varten (World Economic Forum 2016).

Yhteenveto

Tutkimus- ja innovaatiotoiminta ovat kiertotalouden kehittämisessä avainasemassa. Uudenlaista kokeilutoimintaa tarvitaan kaikilla sektoreilla, sosiaalisilla, teknologisilla ja kaupallisilla tasoilla (Seppälä ym. 2016). Muovien materiaalikierron hallintaan liittyy vielä paljon kysymyksiä, joihin vastaaminen vaatii runsaasti tutkimusta. Muovien poistaminen kokonaan käytöstä ja korvaaminen muilla materiaaleilla ei ole nykyisillä teknologioilla toistaiseksi realistinen vaihtoehto. Lyhytikäisten muovituotteiden kuten elintarvikepakkausten suunnittelu kierrätettävyys edellä ja jätehuollon parempi hallinta ongelmamaissa voisivat tuoda hieman helpotusta roskaantumiseen.

Kaikki muovit eivät välttämättä sovellu kierrätettäväksi ongelmallisten lisäaineiden vuoksi. Kierrätyskelvottomat muovit ohjataan energiahyödyntämiseen siihen soveltuvissa polttolaitoksissa (Myllymaa ym. 2015). Pidemmällä aikavälillä nykyisiä valtamuoveja voisi ajatella korvattavan muilla kevyillä materiaaleilla kuten puupohjaisilla materiaaleilla pakkaus- ja rakennusteollisuuden tarpeisiin (Setälä ym. 2017). Mielenkiinto vaihtoehtoisia, esimerkiksi sellupohjaisia biohajoavia materiaaleja kohtaan on yleisesti kasvussa. Materiaalien soveltava tutkimus tarvitsisi kipeästi lisää rahoitusta, koska pienillä projekteilla on mahdotonta menestyä valtavirrassa (YLE 2018).

Tuotesuunnittelijat ja teknologiakehittäjät ovat avainasemassa materiaalivirtojen hallinnan kehittämisessä kohti kiertotaloutta. Tuotteet tulee suunnitella ja valmistaa kestäviksi, korjattaviksi ja kierrätettäviksi materiaalivalinnasta riippumatta. Neljättä teollista vallankumousta ja avointa dataa voisi laajemminkin hyödyntää kiertotalouden hyväksi panostamalla ensisijaisesti kestäviksi arvioituihin teknologioihin. Tähän kaikkeen tarvitaan osaavia kiertotaloustietoisia insinöörejä.

Ammattikorkeakoulu Arcada kiittää TKI-rahoittajia:

Tekes (shok-ohjelma, CLEEN/CLIC), Materiaalien arvovirrat / ARVI; Tekes/EAKR (Innovatiiviset kaupungit-ohjelma), Kierrätysmuovien 3D-tulostuksen sovelluslaboratorio; Svenska Folkskolans Vänner rf. (SFV), TEKNETIUM

Kirjoittajat

Mirja Andersson, FT, yliopettaja, Ammattikorkeakoulu Arcada/Energia- ja materiaalitekniikan osasto, mirja.andersson(at)arcada.fi
Stewart Makkonen-Craig, FM, vanhempi lehtori, Ammattikorkeakoulu /Arcada Energia- ja materiaalitekniikan osasto, stewart(at)arcada.fi
Maiju Holm, Ins. (AMK), tutkimusinsinööri, Ammattikorkeakoulu Arcada/ Energia- ja materiaalitekniikan osasto, maiju.holm(at)arcada.fi
Kristo Lehtonen, DI, KTM, toimitusjohtaja, 3DBear Oy, kristo(at)3dbear.fi

Andersson, M. & Makkonen-Craig, S., (2017). Sustainable values in future engineering education. In publication: A Culture of Sustainability and Innovation in Professional Higher Education. Arcada Publikation 2017, 1, s. 108-118. Arcada University of Applied Sciences. Haettu 20.1.2018 osoitteesta http://dspace.arcada.fi:8080/xmlui/bitstream/handle/123456789/54/AP_1-2017_ISBN_978-952-5260-84-7.pdf

Arcada, (2016). Tutkimus/koulutusuutinen. Arcada 11.5.2017. Haettu 21.1.2018 osoitteesta https://www.arcada.fi/en/news/teknetium-development-project-will-give-arcadas-engineers-sustainable-values

Arcada, (2017). Tutkimusuutinen. Arcada 26.9.2017. Haettu 21.1.2018 osoitteesta https://www.arcada.fi/fi/ajankohtaista/kierratysmuovi-uusiokayttoon-3d-tulostuksessa

ARVI, (2017a). ARVI Final Report (2017). Clic Innovation Oy. Haettu 22.1.2018 osoitteesta http://arvifinalreport.fi

ARVI, (2017b). ARVI Final Report (2017)/Plastic Recycling. Clic Innovation Oy. Haettu 22.1.2018 osoitteesta http://arvifinalreport.fi/content/plastic-recycling

Auta, H.S., Emenike, C.U. and Fauziah, S.H. (2017). Distribution and importance of microplastics in the marine environment: A review of the sources, fate, effects, and potential solutions. Environment International 102, pp. 165-176.

Boucher, J. and Friot D. (2017). Primary Microplastics in the Oceans: A Global Evaluation of Sources. Gland, Switzerland: IUCN. 43pp.

Dahlbo, H., Poliakova, V., Mylläri, V., Sahimaa, O., & Anderson, R., (2018). Recycling potential of post-consumer plastic packaging waste in Finland, Waste Management, 71, pp. 52-61

3DBear (2017a). Press Release. 3DBear Oy. Haettu 22.1.2018 osoitteesta http://3dbear.io/blog/2017/11/28/press-release-28th-november-3dbear-and-arcada-university-built-a-revolutionary-innovation-that-recycles-plastic-into-3d-printable-filament

3DBear (2017). Recycler by 3DBear. 3DBear Oy. Haettu 22.1.2018 osoitteesta http://3dbear.io/recycler

3DPlast, (2017). Kierrätys 3D. Projektin kotisivu ja sähköinen loppujulkaisu. Turun Ammattikorkeakoulu. Haettu 20.1.2018 osoitteesta https://resurssitehokkuus.turkuamk.fi/uutta-liiketoimintaa/kierratys-3d

Ellen MacArthur Foundation, (2015). Growth within: a circular economy vision for a competitive Europe. Report. Haettu 20.1.2018 osoitteesta https://www.ellenmacarthurfoundation.org/publications/growth-within-a-circular-economy-vision-for-a-competitive-europe

Ellen MacArthur Foundation, (2016). The New Plastics Economy: Rethinking the future of plastics. Report. Haettu 21.1.2018 osoitteesta https://www.ellenmacarthurfoundation.org/publications/the-new-plastics-economy-rethinking-the-future-of-plastics

Enkvist, J. and Andersson, M. (2013). Immaterialrättsliga utmaningar i samband med 3D-printning. In publication: BITA’13 – Proceedings of Seminar on Current Topics in Business, Information Technology and Analytics. Arcada Publikation, 2, pp. 26-29. Arcada University of Applied Sciences. Haettu 20.1.2018 osoitteesta https://www.arcada.fi/sites/default/files/documents/bita_13.pdf

Eskelinen, H., Haavisto, T., Salmenperä, H., Dahlbo, H., (2016). Muovien kierrätyksen tilanne ja haasteet, Raportti NRO D4.1-3 Helsinki, ARVI Tutkimusohjelma, Clic Innovation Oy. Haettu 22.1.2018 osoitteesta http://arvifinalreport.fi/files/D4.1-3_Eskelinen_ym_Muovien_kierratyksen_tilanne_ja_haasteet_11042016.pdf

Fortum, (2017). Circular economy village. Media Room. Haettu 21.1.2018 osoitteesta https://www3.fortum.com/media/2017/11/circular-economy-village-riihimaki-finland

Gebler, M., Schoot Uiterkamp A.J.M, & Visser, C., (2014). A global sustainability perspective on 3D printing technologies, Energy Policy, 74, pp.158–167

HS, (2017). Vanha Barbie kierrättimeen ja muovista uusia leluja – suomalaisyritys etsii ratkaisua muovijätteeseen, katso miten kierrätin toimii. Talousuutinen 24.11.2017. Helsingin Sanomat. Haettu 21.1.2018 osoitteesta https://www.hs.fi/talous/art-2000005462411.html

Häsänen, E. (2016). Composition analysis and compatibilization of post-consumer recycled multilayer plastic films, Master of Science Thesis, Tampere University of Technology, Haettu 22.1.2018 osoitteesta http://arvifinalreport.fi/files/hasanen_multilayer_plastics_DI_2016.pdf

Kohtala, C. (2015). Addressing sustainability in research on distributed production: an integrated literature review, Journal of Cleaner Production, 106, pp. 654-668

Maynard, A.D., (2015). Navigating the fourth industrial revolution. Nature Nanotechnology, 10, pp. 1005-1006.

Myllymaa, T. (toim.), Moliis, K., Häkkinen, E., Seppälä, T. (2015). Pysyvien orgaanisten yhdisteiden (POP) esiintyvyys, tunnistaminen ja erottaminen muovijätteistä. Ympäristöministeriön raportteja 25/2015. Haettu 23.1.2018 osoitteesta http://hdl.handle.net/10138/157416

Mylläri, V., Hartikainen, S., Poliakova, V., Anderson, R., Jönkkäri, I., Pasanen, P., Andersson, M., Vuorinen, J. (2016). Detergent impurity effect on recycled HDPE – properties after repetitive processing, Journal of Applied Polymer Science 133, 31, 43766

PlasticsEurope, (2016). Plastics-the Facts 2016. An analysis of European latest plastics production, demand and waste data. PlasticsEurope – Association of Plastics Manufacturers. Haettu 20.1.2018 osoitteesta https://issuu.com/plasticseuropeebook/docs/plastics_the_facts_2016_final_versi

Schwab, K., (2015). Will the fourth industrial revolution have a human heart? World Economic Forum.

Seppälä, J. Sahimaa, O., Honkatukia, J., Valve, H., Antikainen, R., Kautto, P., Myllymaa, T., Mäenpää, I., Salmenperä, H., Alhola, K., Kauppila, J., & Salminen, J. (2016). Kiertotalous Suomessa – toimintaympäristö, politiikkatoimet ja mallinnetut vaikutukset vuoteen 2030. Valtioneuvoston selvitys- ja tutkimustoiminnan julkaisusarja 25/2016, Valtioneuvoston kanslia, 23.5.2016

Setälä, O., Fjäder, P., Hakala, O., Kautto, P., Lehtiniemi, M., Raitanen, E., Sillanpää, M., Talvitie, J., & Äystö, L. (2017). Mikromuovit riski ympäristölle, Näkökulma ympäristöpolitiikkaan, SYKE Policy Brief 21.3.2017.

SYKE, (2017). Kierrätysmuovin käyttö 3D-tulostuksessa tukee kestävää tuotantoa. Tiedote 27.11.2017. Suomen Ympäristökeskus. Haettu 23.1.2018 osoitteesta http://www.syke.fi/fi-FI/Ajankohtaista/Tiedotteet/Kierratysmuovien_kaytto_3Dtulostuksessa_(45142)

World Economic Forum, (2016). The Future of Jobs. Employment, Skills and Workforce Strategy for the Fourth Industrial Revolution. Global Challenge Insight Report.

YLE, (2018). Näin suomalaisyritykset pelastavat maailman meriä muovilta: kelmujen gore-tex ja 5 muuta innovaatiota. Uutinen 23.1.2018. Suomen Yleisradio. Haettu 25.1.2018 osoitteesta https://yle.fi/uutiset/3-10036369

Opinnäytetyö osissa

Opinnäytetyö osissa: mörkö pienempinä palasina?

Oulun ammattikorkeakoulun informaatioteknologian osastolla aloitettiin keväällä 2015 kokeilu 15 op:n opinnäytetyön osittamista kolmeksi 5 op:n osuudeksi. Tämä toteutus oli tarjolla kahdelle vuosikurssille ohjelmistokehityksen, laite- ja tuotesuunnittelun ja hyvinvointiteknologian opiskelijoita. Tänä syksynä työskentelyä päätettiin olla aloittamatta seuraavan vuosikurssin kanssa. Mitä kokeilulla on saatu selville?

Pala kerrallaan kohti julkaistavaa opinnäytetyötä

Kun opinnäytetyökokeilulle oli saatu Oulun ammattikorkeakoulun opetuksesta vastaavan vararehtorin hyväksyntä, osastolla suunniteltiin ja ohjeistettiin 5 + 5 + 5 -malli. Siinä opinnäytetyön osat tehdään 2.–4. opiskeluvuosina joko toisiinsa liittyvänä jatkumona tai erillisinä aiheina tai toimeksiantoina (kuva 1). Tiedonhankinnan ja raportoinnin käytänteet harjoiteltiin ensimmäistä osaa työstettäessä. Seuraavissa opinnäytteen tekijä pystyi keskittymään täysipainoisemmin ammatilliseen aiheeseen.

Hopeavuori kuva 1
Kuva 1. Osaopinnäytetöiden jatkumo Theseuksessa julkaistavaksi koosteopinnäytetyöksi.

Opinnäytetyö valmistumisen pullonkaulana

Oulun ammattikorkeakoulun tieto- ja viestintätekniikan opiskelijat ovat opintojensa viimeiset lukukaudet yrityksissä tuotekehitysprojekteissa. Opinnäytetyö tehdään usein projektien jatkoksi. Joskus opiskelijoilla on vaikeuksia löytää 15 op:n laajuinen aihe yritystoimeksiantona, ja tekemiseen täytyy joka tapauksessa varata kuukausia aikaa. Osittamisella haluttiin antaa mahdollisuus siirtyä nopeammin projekteista työsuhteeseen.

Ensimmäisen 5 op:n osan toivottiin hyödyttävän erityisesti niitä toisen vuoden opiskelijoita, joilla opintopistekertymä jäi eri syistä alle 55 opintopisteeseen. Pienemmillä kokonaisuuksilla pyrittiin vaikuttamaan ennakoivasti myös siihen, ettei 15 op:n itsenäistä otetta edellyttävä opinnäytetyö koituisi myöhemmin pullonkaulaksi valmistumiselle.

Kokeilun kohderyhmäksi tunnistettiin lisäksi opiskelijat, joilla viimeisenä opintovuonna kaikki muu on valmiina, mutta opinnäytetyö unohtuu, kun työelämä kutsuu. Opinnäytetyön aiheeksi sovittu käytännön osuus saattaa olla jo tehtynä, mutta dokumentaatio jää kirjoittamatta ja valmistuminen venyy. Osaopinnäyteprosessissa kehittynyt kirjoittamisen rutiini nopeuttaisi tuolloin raportin valmistumista.

Perusosaamisen kautta mukaan ammattialan kehittämiseen

Ensimmäistä 5 op:n osaa tehtäessä ryhmille varattiin lukujärjestysaika atk-luokkaan. Viikoittain vietiin eteenpäin opinnäyteprosessin tyypillisiä vaiheita, kuten aiheen rajausta, tiedonhankintaa ja tieteellisen tekstin käytänteitä. Ohjaajiksi nimetyt ammattiaineen opettaja ja viestinnän opettaja keskustelivat säännöllisesti ohjattaviensa kanssa erilaisista ratkaisuisista ja seuraavista vaiheista. Osan 1 aiheeksi opiskelijat valitsivat esimerkiksi Android-sovellusten ansaintamallit, magneettikuvauksen perusteet tai LTE:N kehityksen 4G-matkapuhelinverkkoteknologiaksi.

Toinen osa käynnistettiin ohjatusti korkeakoulun tiloissa, mutta työskentely jatkui huomattavasti itsenäisempänä. Aihe oli parhaimmillaan jo soveltava tai jopa sovittuun yritysprojektiin liittyvä. Opiskelijan tuli vastata projektinsa etenemisestä, pitää yhteyttä ohjaajiin sekä palauttaa säännöllisesti uusi versio. Kolmas osa oli tarkoitus tehdä tilaajalle toimeksiantona yritysprojekteissa heränneiden tarpeiden mukaan.

Opettajatunteja resursoitiin kokeiluun saman verran kuin 15 op:n opinnäytetöiden ohjaukseen opiskelijaa kohti. Yliopettaja auttoi kakkososaa aloittavia hyvinvointiteknologian opiskelijoitaan löytämään yrityksistä tai hankkeista kehittämisaiheita, jotka sopisivat teoriapainotteisen 1. osan jatkoksi. Esimerkiksi magneettikuvaukseen liittyvän, lopulta 5 + 10 op:n toteutukseen päätyneen koosteopinnäytetyön laatija pohti lopputulosta seuraavasti: ”Teorian opiskelu ensimmäistä osaa varten helpotti huomattavasti toisen osan tekoa. Ensimmäisen osan tekeminen oli raskasta, minkä vuoksi sen valmistuminen venyi odotettua pidemmälle. Toinen osa taas oli jouhevaa kirjoittaa, luultavasti ensimmäisestä osasta kertyneen kokemuksen ansiosta. [Oulun yliopistollisen sairaalan] Fyysikoiden vinkkien ja opastuksen avulla sain myös lisättyä tietämystäni syvemmin ensimmäisen osan asioista. Opinnäytetyön tekeminen antoi kokonaisuudessaan paljon tietotaitoa sekä harjoittelupaikan OYS:n kuvantamisen yksikössä.

Mikä kokeilussa onnistui?

 Tähän mennessä mukana olleiden ryhmien kokonaisvahvuudesta noin neljäsosa teki osan 1 toisen vuoden keväällä. Hieman pienempi osuus jatkoi seuraavana vuonna osaan 2. Opiskelijalle osat kerryttivät opintopisteitä opintorekisteriin osasuorituksen verran kummallekin vuodelle.

Melko moni päätyi lopulta 5 + 10 -kokonaisuuteen, josta 10 op:n osuus on käynnistynyt vasta 4. vuoden syksyllä. Ensimmäinen koosteopinnäytetyö tallennettiin Theseukseen toukokuussa 2016. Kaksi seuraavaa on juuri valmistumassa.

Opiskelijat pitivät hyvänä osan 1 omavalintaista aihetta. Osa halusi tehdä jo silloin teorian rinnalle soveltavan osan, kuten yksikertaisen pelin. Muutamalla aiheena oli oman työpaikan kehittämistehtävä, joten jo ensimmäisellä osalla oli työelämän tilaaja.

Me ohjaajat olemme todenneet, että jo osassa 1 työskentely kehitti juuri halutulla tavalla ammatissa keskeistä kiinnostumisen, asioiden selvittämisen, kokeilemisen ja uuden opiskelun kykyä sekä pitkäjännitteisyyttä. Vastuu työskentelyn etenemisestä kehitti myös projektinhallinnan taitoja. Arviointipalavereissa oli mukava vetää koko rupeama yhteen opiskelijan, sisällönohjaajan ja tekstinohjaajan kesken ja antaa palautetta puolin ja toisin.

Mikä ei onnistunut?

Kokeiluun ei saatu mukaan alkuperäistä kohderyhmää eli niitä, joita ohjattu ja vaiheiksi jaettu työskentely olisi hyödyttänyt. Kokeilun vapaaehtoisuus aiheutti sen, että jotkut aloittaneet keskeyttivät työskentelyn, kun sen työmäärä ja itseohjautuvuus alkoivat tuntua liian haastavilta. Mukana pysyneet sen sijaan suoriutuivat urakasta hyvin.

Osaopinnäytetyö tuli kokeilun takia toisen vuoden kevään opinto-ohjelmaan ylimääräisenä. Kevät oli työläs, sillä samalle jaksolle osui muutamia isoja projekteja rinnakkain. Niinpä jotkut jättivät osaopinnäytetyön kesken ja päättivät tehdä perinteisen 15 op:n opinnäytetyön opintojen lopussa.

Langattomiin laitteisiin suuntautuva opiskelija totesi 5 + 5 + 5 op:n työnsä koostamisvaiheessa, että viimeinen 5 opintopistettä ei ollut riittävä laajuus kiinnostavimman aiheen raportointiin. Ammatillista mielenkiintoa olisi ollut osan 3 sisällön tarkentamiseen enemmän kuin tuntimäärään kannatti tehdä. Kyseinen opiskelija mainitsee kuitenkin hyvän puolena sen, että opinnäytetyö kokonaisuudessaan tarjosi mukavasti erilaisia työskentelytapoja osien erityyppisten aiheiden ansiosta.

Osaopinnäytetyön mallia kehitellään vielä

Lopputulemana kokeilu osoitti, että opinnäytetyön osittaminen on mahdollista ja että opinnäytetyön osaamistavoitteet toteutuvat. Yhteen laskettuna se synnyttää hyvinkin saman osaamisen kuin suoraan 15 op:n laajuisena tehty työ. Aloittaminen jo toisena opiskeluvuotena kehittää aitoa ammattitaitoa. Tiedonhankinnan ja itsenäisen perehtymisen taidot lisääntyvät ja kirjoittaminen rutinoituu. Myös ammatillinen uteliaisuus saa hyvää sytykettä.

Aloittaminen jo toisena opiskeluvuotena kehittää aitoa ammattitaitoa. Tiedonhankinnan ja itsenäisen perehtymisen taidot lisääntyvät ja kirjoittaminen rutinoituu. Myös ammatillinen uteliaisuus saa hyvää sytykettä.

Kokeilu antoi konkreettisia kokemuksia siitä, miten ositettu opinnäytetyö toimii tutkinto-ohjelman opetussuunnitelman rinnalla. Erilaisia malleja aiotaan edelleen suunnitella ja kokeilla. Yhdistelmällä 5 + 10 op loppuvaiheen kehittämistehtävä saisi enemmän painoarvoa myös loppuarvosanassa. 3 + 3 + 9 op:n malli hyvin suunniteltuine tavoitteineen eri osille voisi tukea muita opintoja uudella tavalla. Toimiva resepti tuntuu olevan kehitettävissä.

Kirjoittajat

Tuula Hopeavuori, suomen kielen ja viestinnän lehtori, FM, Oulun ammattikorkeakoulu, tuula.hopeavuori(at)oamk.fi
Eero Nousiainen, tiimipäällikkö, ohjelmistokehityksen lehtori, FM, Oulun ammattikorkeakoulu, eero.nousiainen(at)oamk.fi