Jotain vanhaa, jotain uutta

Monet lukiolaiset ja heidän vanhempansa ovat olleet huolissaan, kun heidän hankkimansa tietokone ei ole toiminut ongelmitta ylioppilastutkintolautakunnan Abitti-kurssikoejärjestelmän DigabiOS-käyttöjärjestelmässä. Tämä artikkeli antaa taustatietoja aihepiiristä. Jos et halua lukea taustoja nyt, siirry suoraan ratkaisuihin.

Jotain vanhaa, jotain uutta

Vanhan rakennuksen ääriviivat erottuvat uuden rakennuksen lasijulkisivusta.Sähköistä ylioppilastutkintoa suunniteltaessa ohjenuorana on ollut “jotain vanhaa ja jotain uutta”. Kokeeseen on haluttu tuoda tämän päivän ohjelmistot ja työtavat, aineistot ja uudenlaisia tehtävätyyppejä. Vanhasta on haluttu säilyttää mm. tasa-arvoisuus, luotettavuus ja kahdesti vuodessa samanaikaisesti kaikissa lukiossa järjestettävä tutkinto. Nämä valinnat ovat vaikuttaneet teknisiin ratkaisuihin merkittävästi.

Ylioppilastutkintolautakunta on halunnut, että ylioppilaskokeen suorittaminen on mahdollista kaikille. Kokeen suorittamisen on onnistuttava mahdollisimman monenlaisilla päätelaitteilla. Siksi valitsimme ensimmäiseksi tuettavaksi laitetyypiksi tavallisen kannettavan tietokoneen. Koneiden saatavuus on hyvä, niitä löytyy sekä vanhempia käytettyjä että uusia – ja monesta eri hintaluokasta. Tällä laitetyypillä kokelaiden ja lukioiden valinnanvapaus on kaikkein suurin.

Prosessorin tyyppi ja muistin määrä ovat keskeiset valintakriteerit

Tietokoneen käynnistysnappi.Jotta DigabiOS-käyttöjärjestelmä voi toimia koneessa, on koneessa oltava oikeanlainen prosessori ja riittävästi muistia. Nämä asiat on helppo tarkistaa hankintahetkellä itse tai myyjien avustuksella. Keskeisimmät tekniset vaatimukset löytyvät päätelaiteohjeesta (ks. YTL:n sivut > Ohje ylioppilaskokeen päätelaitteista).

Tämä ei kuitenkaan riitä. Kuten päätelaiteohjeessakin todetaan: “Koetilanteessa laitteeseen käynnistetään USB-muistilta ylioppilastutkintolautakunnan toimittama käyttöjärjestelmä ohjelmistoineen” ja myöhemmin “Päätelaitteen yhteensopivuuden voi varmistaa lataamalla koekäyttöjärjestelmän omalle USB-muistille ja käynnistämällä sen päätelaitteessa.” Tämä testaus ei ole ihan yksinkertaista eivätkä laitteiden myyjät ole välttämättä tällaisesta kuulleetkaan.

Tietokoneen käynnistysnappi.Jos tietokoneessa ajetaan Microsoftin Windows-, Applen OS X- tai Linux-käyttöjärjestelmää, kone todennäköisesti osaa ladata käyttöjärjestelmän kovalevyn sijaan USB-muistilta. Eri konemalleissa USB-käynnistys kytketään päälle eri tavoin. Olemme koonneet lukioiden hyviksi havaitsemia vinkkejä tiiviiksi ohjeeksi. Monissa lukioissa koneiden käynnistämistä eli “boottailua” tuetaan eri tavoin. Apua voi siis löytyä omasta lukiosta!

Lautakunnalta on toivottu selkeää ja kattavaa listaa laitemalleista, joissa koeympäristö toimisi. Sellaisen laatiminen on käytännössä mahdotonta niin, että kaikki olisivat listaukseen tyytyväisiä. Koneiden ennakkotestauksen ongelmana on se, että laitevalmistajat muuttavat hyvin rennosti konemallin sisältämää elektroniikkaa laitteen elinkaaren aikana. Erityisesti kuluttajakoneissa tämä on tavallista. Tiettyjen laitteiden luotettava “sertifiointi” koko mallin elinkaaren ajaksi olisi mahdollista ainoastaan yrityskoneissa, joiden hintaluokka on aivan toinen kuin kuluttajaläppäreissä.

Tietokoneen käynnistysnappi.Meille on myös ehdotettu yhteisöpohjaista laitteiden “testausmenettelyä”. Yritimme tätä pari vuotta sitten, mutta raportteja tuli todella vähän. Viime syksynä aloitimme Abitti-lokitietoihin perustuvan listan julkaisun. Tällä hetkellä kokeita on onnistuneesti tehty yli 1600 laitemallilla. Ongelma on yhä sama kuin ennakkotestauksessa. Toimiva laite voi muuttua toimimattomaksi.

Jokainen tietokoneen laite vaatii ajurin

Näin laajan konekannan ongelmana on se, johon osa opiskelijoista on törmännyt: tavallinen kannettava tietokone on hyvin väljä määritelmä. Muistin koon ja prosessorin tyypin määrittely sanelee vain pienen osan koneen sisältämästä elektroniikasta. Koneissa on WLAN-laitteita, äänikortteja, Ethernet-liitäntöjä, hiiriä, näyttöjä ja näppäimistöjä. Kaikki nämä perustuvat johonkin elektroniikkaan, johon tietokoneessa oleva ohjelmisto liittyy. Esimerkiksi kosketuslevyn (engl. touchpad) tapauksessa käyttäjä siirtää sormeaan levyllä, elektroniikka huomaa signaalin ja välittää sen ohjelmistolle.

Elektroniikan kanssa yhteistyössä olevaa ohjelmistoa kutsutaan ajuriksi. Usein tietokoneen elektroniikkaa yritetään suunnitella siten, että sille käy jokin yhteinen ajuri. Esimerkiksi USB-kuulokkeiden ja käyttöjärjestelmän välinen raja on standardoitu, minkä seurauksena kaikki standardia noudattavat USB-kuulokkeet toimivat samalla ajurilla. Monet laitteet kuitenkin vaativat omat ajurinsa ja ne on löydyttävä tietokoneelta.

Ylioppilastutkintolautakunnan DigabiOS on Linux-pohjainen käyttöjärjestelmä, jonka toimivuus eri laitteilla on hyvä. Tähän mennessä Abitti-kurssikokeita on tehty yli 1600:lla eri tietokonemallilla. Parhaiten DigabiOS toimii muutaman vuoden vanhoissa tietokoneissa, koska näiden laitteiden vaatimat ajurit on jo ehditty sisällyttää käyttöjärjestelmään. DigabiOS:n takana on kansainvälinen Debian GNU/Linux -projekti, jonka ajuripaketteja hyödynnämme suoraan. Päivitämme ajurivalikoimaa 3-4 kertaa vuodessa.

USB-tikun käyttäminen ratkaisee monta ongelmaa

Miksi sähköisessä ylioppilaskokeessa on päädytty täysin omaan käyttöjärjestelmään, kun jokaisessa koneessa on jo valmiiksi toimiva käyttöjärjestelmä ajureineen? Tutkinnon perusperiaatteista tasa-arvoisuus vaatii, että kaikilla kokelailla on oltava samat mahdollisuudet menestyä. Sähköisessä kokeessa tämä tarkoittaa tietokoneen epärehellisen käytön (lunttaamisen) tekemistä mahdollisimman vaikeaksi ja yhdenmukaista ohjelmistovalikoimaa.

Yksi projektin lähtökohdista oli se, että kokeen suorittamisen on oltava mahdollista kokelaan tai lukion tietokoneella. Useimmat kokelaat ovat omilla koneillaan ylläpitäjiä. Jos koeympäristö on koneella ajettava sovellus, miten voimme varmistaa, ettei käyttöjärjestelmän ylläpitäjä käytä käyttöoikeuksiaan vilppiin. Tällaisia olisivat esimerkiksi sähköisten aineistojen selaaminen tai lisätietojen hakeminen suoraan internetistä. Meidän on siis ohitettava koneen oma, kokeen näkökulmasta tietoturvaltaan epäluotettava käyttöjärjestelmä, ja käynnistettävä sen sijaan koneeseen tilapäinen käyttöjärjestelmä.

Käyttöjärjestelmä on kasa ohjelmia, jotka kone lataa aina käynnistyessään. Normaalisti nämä ohjelmat ladataan koneen kovalevyltä. Helpointa olisi korvata koneen oma käyttöjärjestelmä lautakunnan vaihtoehdolla. Kokeen jälkeen koneeseen pitäisi asentaa takaisin alkuperäinen käyttöjärjestelmä. Tämä olisi aivan järjettömän työläs operaatio. Nyt valitussa ratkaisussa käyttöjärjestelmä ladataan USB-muistilta, eikä kovalevylle tarvitse tehdä mitään muutoksia.

Tehtävänlaatijoiden suunnittelema digitaalinen ylioppilaskoe ei ole vain sähköinen lomake, johon kokelaat syöttävät muistamansa tiedot. Tehtävät vaativat tietojen prosessointia ja käsittelyä: laskemista, tekstin muokkausta, erilaisia graafisia esityksiä tai vaikkapa käsitekartan laatimista. Kokelaan käyttöön halutaan antaa mahdollisimman aito tietokone ohjelmistoineen. USB-tikulta ladattava käyttöjärjestelmä on edullinen keino tarjota kaikille kokelaille yhdenmukainen ohjelmistovalikoima ja samalla estää koneelle pysyvästi asennettujen ohjelmien käyttö.

Vaihtoehtoisia sovellusten jakelutapoja olisivat olleet erilaiset etäkäyttöjärjestelmät ja vaikkapa sovellusvirtualisointi. Etäkäyttö- tai etätyöpöytäratkaisut olisivat vaatineet palvelimelta sellaisia tehoja, jotka ainakin projektin alkuvaiheessa katsottiin epärealistisiksi. Sovellusvirtualisointi olisi käytännössä rajoittanut koejärjestelmän yhteensopivuuden Windows-käyttöjärjestelmään. Myös virtuaalikoneiden käyttöä on pohdittu. Mikään näistä ei ratkaisisi käyttöjärjestelmätason tietoturvaongelmaa.

Näppäin, jossa on merirosvosymboli.

Koe tehdään suljetussa tutkintoverkossa

Sähköisiin ylioppilaskokeisiin varustetussa koetilassa huomio kiinnittyy lattioilla kulkeviin kaapeleihin. Lautakunnan määräysten mukaan jokaiselle kokelaalle on tarjottava sekä sähkö- että verkkoliitäntä. Jälkimmäinen voi olla myös langaton, mutta vaatimukset langattomalle tutkintoverkolle ovat kireät.

Sähköjen riittävyys oli monessa lukiossa ensimmäinen huoli, kun ylioppilaskokeen digitalisoinnista alettiin puhua 2013. Monessa koetilassa on vain yksi pistorasia, eikä se riitä kymmenille tai sadoille kokelaille. Sähkönsyöttövaatimuksesta voitaisiin luopua, jos koeaikaa lyhennettäisiin radikaalisti nykyisestä. Käytännössä lyhennettykin koeaika ilman mahdollisuutta sähkön saantiin olisi estänyt vanhojen kannettavien käytön, koska niiden akut ovat poikkeuksetta heikossa kunnossa.

Ylioppilaskokeen luotettavuus vaatii, että kokelas saa häiriöttä käyttöönsä koetehtävät ja niihin liittyvät aineistot. Lisäksi kokelaan vastaus on varmasti voitava välittää arvostelupalveluun. Koska kaikki kokelaat tekevät koetta samanaikaisesti, on näiden asioiden toimittava ehdottoman häiriöttömästi. Kokeen aloituksesta voidaan käytännössä viivästyä 1-2 tuntia. Pidemmät ongelmat johtavat työläisiin ja siten kalliisiin poikkeusjärjestelyihin ja hermostuttavat kokelaita. Koetilan järjestelyiden on siis oltava mahdollisimman immuuneja kaikenlaisille häiriöille. Mitä vähemmän teknisiä riippuvuuksia tutkintotilanteessa on, sen paremmin ongelmat voidaan ennakoida.

Jotta tietojen luotettava tallentuminen voitaisiin varmistaa, on kokelaan vastaus talletettava vähintään kahdelle muistivälineelle. Ei siis riitä, että vastaus tallentuisi kokelaan oman koneen USB-muistitikulle. Jos tikku rikkoutuisi, olisimme pulassa. Siksi tarvitsemme palvelimen, jonne vastaukset siirtyvät. Ylioppilaskokeessa palvelimia on kaksi. Kokelaan vastaukset ja tiedostot tallentuvat automaattisesti koetilan palvelimelle, josta ne kopioituvat enintään muutaman sekunnin viiveellä varapalvelimelle. Kokelaan vastauksia kirjoitetaan myös tikulle.

Tämänhetkisessä arkkitehtuurissa palvelin ja varapalvelin on sijoitettu lukioon. Teknisesti yksinkertaisinta olisi ollut käyttää alueellisia palvelimia, joihin kokelaat olisivat olleet yhteydessä internetin välityksellä. Tämä vaihtoehto hylättiin, koska siinä oli useita ongelmia. Tällä hetkellä lukioiden internetyhteydet ovat laadultaan ja nopeudeltaan vaihtelevia ja osalle suorituspaikoista olisi voinut olla vaikeaa taata riittävän stabiilia ja nopeaa verkkoyhteyttä. Mahdollisuus ulkoisen verkkoyhteyden jumittamiseen olisi tuonut koetilanteeseen sitä ylimääräistä jännitystä, jota kokelaat ja valvojat eivät kaipaa. Myös riski internetin kautta tulevaan häirintään vähensi tämän vaihtoehdon houkuttelevuutta.

Tutkintoverkot on tällä hetkellä rakennettu lähes poikkeuksetta kaapelein, vaikka mahdollisuus langattoman tutkintoverkon käyttöön on olemassa. Vaatimukset ovat kuitenkin tiukat (ks. YTL:n sivut > Ohje langattoman tutkintoverkon käyttöluvan hakemiseen), koska tutkintotilanteen häiriöttömyys on kokelaille ja valvojille tärkeää. Kokelaiden verkkoyhteydet palvelimelle on helppo salata. Langaton tiedonsiirto perustuu kuitenkin radioliikenteeseen, jonka häirintä on laitonta muttei kovin vaikeaa (ks. esim. YLE uutiset 23.9.).

Koetilanteelle luonteenomainen tekijä on se, että sen valvojina toimivat lukion opettajat. Kokeen järjestämisessä ei ole käytössä 400 tietotekniikka-asiantuntijaa, jotka olisivat käyttäneet viikkoja järjestelmän yksityiskohtaiseen opiskeluun. Koetilanteen teknisten ratkaisujen pitää siis olla hyvin yksinkertaisia. Selaamalla valvojille kirjoitettua ohjetta (ks. YTL:n sivut > Valvojan ohje) havaitsee nopeasti, että nykyisen järjestelyn toimenpiteet on saatu pidettyä yksinkertaisina. Lääkkeitä ovat koneen uudelleenkäynnistys, koneen vaihto tai kokelaan siirto toiselle koepaikalle.

Verkkokaapeli ja kytkin.

Paljon vaivaa turvallisuudesta – onko se välttämätöntä?

Nyt tehdyt tekniset ratkaisut eivät ole ikuisia. Emme me lautakunnassakaan pidä USB-muistitikuista, boottivalikoista, ajuriongelmista ja kaapeliverkoista. Kyseenalaistamme ne käytäväkeskusteluissa päivittäin, mutta parempia vaihtoehtoja ei ole näköpiirissä. On kuitenkin aika selvää, että niitä on tulossa. Yritysten tietotekniikka on jo vuosia liikkunut keskitetysti hallinnoiduista standardoiduista tietokoneista bring-your-own-device  -suuntaan, jossa digiaalinen ylioppilaskoe jo on. Tulemme varmasti näkemään tällä alalla uusia innovaatioita lähivuosina, ja me lautakunnassa haluamme ottaa niitä käyttöön. Myös lukioiden verkkoyhteydet kehittyvät ja se tulee helpottamaan kokeen järjestämistä.

Jos ylioppilaskokeen nykyluonne on johtanut meidät hankaliin teknisiin ratkaisuihin, niin pitäisikö meidän tarkastella näitä perusasioita uudelleen? Eikö viisas pääsisi vähemmällä? Kokeen luonnetta muuttamalla vaatimuksetkin voisivat keventyä. Jos kokelas saisi päästä internetiin ja kovalevyllä oleviin aineistoihin, verkkokatkon vuoksi epäonnistuneen kokeen voisi uusia seuraavana päivänä tai koetta haluttaisiin kehittää monivalintatyyppiseksi, olisi ylioppilaskokeen digitalisointi paljon nykyistä helpompaa. Miksei koetta muuteta tekniikan ehdoilla?

Suomalainen ylioppilaskoe on yksilökoe, jonka tuloksia käytetään jatko-opiskeluihin pyrkimiseen sekä kotimaassa että ulkomailla. Monet korkeakoulut ovat katsoneet, että nykyisenkaltainen ryhdikkäästi järjestetty yksilökoe on luotettava lukion oppimäärän mittari.

Ylioppilastutkinto on muuttunut sisällöllisesti ja sitä se tulee taatusti tekemään jatkossakin. Tärkeintä on, että kehittämistä tehdään harkiten ja kokeen tavoitteista lähtien. Tekniset reunaehdot eivät saa sanella sitä, miten lukiolaisten etevyys mitataan.

Joissakin puheenvuoroissa on ehdotettu, että muutosta pitäisi lykätä. Odottelemalla täydellistä tekniikkaa, opiskelijoiden täydellistä tietotekniikkaosaamista, kaikkien opettajien täydennyskoulutusta ja jotain muuta lykkäämme vain väistämätöntä uudistusta, joka tuo mukanaan paljon hyvää niin oppilaiden kuin opetuksenkin kannalta.

Tietotekniikan opetuskäyttö on tullut mukaan lukion opetussuunnitelman perusteisiin jo vuonna 2003. Kuinka pitkään meidän kannattaa vielä odottaa, että uskallamme antaa opiskelijoiden näyttää, miten hyvin lukio on heitä tässä asiassa kouluttanut?

Opiskelijoita työskentelemässä tietokoneilla.

11 Responses

  1. Juhani Kivimäki says:

    Tuosta BYOD-ajattelusta päästäänkin kysymään, olisiko etäkäyttöjärjestelmän sijaan riittänyt jonkinlainen etähallintaratkaisu, tyyliin AirWatch. Koneet kirjataan järjestelmään joka rajoittaa netin osoiteavaruutta, piilottaa softat joita ei kokeessa saa käyttää ja niin edelleen. Voisiko joskus tulevaisuudessa kuvitella tämänkaltaista ratkaisua.

  2. TVT-rules says:

    Sähköisen ylioppilaskokeen perusidea on hyvä ja varsin vaikea toteuttaa keinolla millä hyvänsä. Projektin johto on toiminut varsin asiallisesti ja ymmärtäväisesti. Valitettavasti projektin alkuvaiheessa tehtiin jo ratkaisevat virheet:vapaavalintaisen laitekanta, muistitikkuun perustuva koejärjestelmä, langangallinen verkko(käytännössä pakollinen), kaikkien aineiden pakottaminen sähköiseen kokeeseen(mm. matematiikalle täyssähköisyys on pedagoginen kysymysmerkki), pedagogiiigan ammattilaisilta eli opettajilta ei kysytty mielipidettä(mielipiteitä on kysytty lähinnä samoilta TVT-seminaareissa pyöriviltä ihmisiltä)ja opetussuunnitelman ajoitus(peruskoulu ensin digiaikaan ja lukio sen jälkeen uuden OPSin kanssa).

    • Matti says:

      Kerrothan sen paremman ja luotettavamman ja edullisemman vaihtoehdon kiitos?

      • Lauri says:

        Matti: Langattomat verkot, varmistetttu datayhteys, Chromebook, keskitetty hallinta, Google Apps for Education + Classroom YTL:n omalla laajennuksella. Helppo toteuttaa – nopea tehdä – käytössä jo keväällä… jos tahtotilaa vain on.

        • Pekka says:

          Lauri. Toivon että et tunne 802.11 puolta yhtä vahvasti kuin tuossa yllä luotat siihen.
          Koko tekniikan perusta on vuoropohjaisuus ja 200 kirjoittajan ympäristössä sama aika-ikkuna pitää jakaa 802.11a puolella 25 kertaa. Olettaen että kaikki päätelaitteet tukevat 802.11n/ac:ta. Mutta kun ei. Osa tukee 802.11g/n jossa on vain 200/3 mahdollisuutta jakaa tuo aika.
          Juuri nyt tuo suhdeluku on menossa päätelaitteiden osalta parempaan suuntaan. Mutta ei se häävisti 50/50 suhteesta eroa jotta kumpaa päätelaitteet tukevat.
          Wifi yhteys on aina jotain 0-99% väliltä. Johto on enemmän joko-tai. Eli 0 tai 100%.

  3. TVT-rules says:

    A. Palataan asiaan, kun ajoitus ja tekniikka on parempi
    =>säästetään nyt kuluvat rahat(viittaukset,tilarakentelut, toimimattomien ohjelmistojen ongelmat jne.) opetukseen ja oppimiseen
    TAI
    B. Muutetaan sähköistämisprojekti YO-tutkinnon lopettamiseen hengiksi
    =>keskitytään oppimiseen eikä testi tyypin(yo-kirjoitukset) vastaamiseen
    TAI
    C.Kipuillaan tämän kanssa aikamme
    =>opettajat,rehtorit ja lopulta myös opiskelijat väsyvät ja turhautuvat

    • Matti says:

      D. Sähköistetään ne aineet, jota selkeästi hyötyvät sähköistyksestä eli kaikki muut paitsi kemia, fysiikka ja matematiikka.

      Itse matematiikan opettajana olen hyväksynyt sähköistyksen, mutta eihän siitä mitään hyötyä pedagogisesti ole. Varsinkin kun nyt opetellaan sellaisia sähköisiä temppuja joista ei ole hyötyä jatko-opinnoissa. Yliopistossa kaikki sähköinen teksti tuotetaan LaTeXilla eikä millään kuvankaappauksilla cas laskimesta. Mutta näillä mennään ainakin kolme vuotta, joten turha itkeä vaan parempi sopeutua.

  4. kyllästynytlukiolainen says:

    Tää taisi näyttää paremmalta paperilla?

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*