KONSTRUKTIOMATERIAALIT JA NIIDEN VALINTA / syksy 2013 Ohjeita seminaarityötä varten

1. KONSTRUKTIOMATERIAALIT JA NIIDEN VALINTA / syksy 2013Ohjeita seminaarityötä varten TkT Harri Eskelinen

2. PÄIVÄN TEEMAT • MITEN SEMINAARIAIHETTA KÄSITELLÄÄN? • MITÄ VAADITAAN SEMINAARITYÖN SISÄLLÖLTÄ? • MITÄ VAADITAAN SEMINAARITYÖN RAKENTEELTA?

3. TUTKIMUSONGELMAN KUVAUS • Jokaiseen käsiteltävään seminaariaiheeseen liittyen kukin ryhmä muodostaa tutkimusongelman ja tutkimuskysymyksiä, joihin seminaarityö vastaa • Tutkimusongelma on laajempi yläkäsite tutkittavalle asiakokonaisuudelle ja tutkimuskysymykset ovat tarkkoja kysymysmuotoon laadittuja kysymyksiä, joihin seminaarityössä vastataan yksiselitteisesti • Tiedeyhteisön peruskysymys on aina ”miksi?”

4. KÄYTETYN METODIIKAN KUVAUS • Tutkimusmenetelmänä tässä seminaarityössä on luonnollisesti kirjallisuustutkimus • Seminaarityöhön laaditaan oma pääluku, jossa kuvataan ainakin seuraavat tiedonhakua koskevat asiat: • Tiedonhakutavat (esim. SCOPUS, GOOGLE SCHOLAR jne.) • Tiedonhaun tulokset graafisina kuvaajina • Käytetyt tietokannat (esim. SPRINGER, ELSEVIER jne.) • Käytettyjen lähteiden luokittelu (esim. review-artikkelit vs muut, eri maalaiset artikkelit, ikäjakauma jne.) • Käytettyjen lähteiden määrä

5. KIRJALLISUUSTUTKIMUKSEN LÄHESTYMISTAVAT • Metodikuvauksessa mainitaan onko kirjallisuustutkimus luonteeltaan toteavaa vai ohjaavaa: • A) Toteava tutkimus: • Tässä kirjallisuusselvityksen tavoite on kerätä kirjallisuudesta tietoja tutkimuksen kohteesta • Tavoite on myös tarkistaa, ovatko tiedot totuudenmukaisia • Peruskysymys: Ovatko lähteissä annetut tiedot luotettavia? • B) Ohjaava tutkimus: • Ohjaavan tutkimuksen tarkoitus on tuottaa uusia ideoita ja näkökulmia tai auttaa poistamaan olemassa olevia epäkohtia. • Ei haeta pelkästään tosiasioita, vaan myös ideoita siitä, miten asiat voisivat olla. • Kirjallisuudesta haetaan tietoja siitä, miten esimerkiksi standardit, säädökset, ohjeet ja käsikirjat ovat muuttuneet. • Peruskysymys: Mitä kirjallisuudesta löytyviä ideoita tai ratkaisuja voidaan soveltaa tähän päivään?

6. LÖYDETTYJEN LÄHTEIDEN KÄYTTÖ • Oikea tapa työskennellä: • Käytetään ja hyödynnetään löydettyä tietoa ja useita eri lähteitä – ei vain kopioida niitä • Pahin mahdollinen tapa työskennellä: • Kootaan ”COPY-PASTE”-tekniikalla peräkkäin tekstiä eri lähteistä analysoimatta kopioituja tekstikappaleita mitenkään

7. LÖYDETTYJEN LÄHTEIDEN KÄYTTÖ • Kirjallisuustutkimuksessa löydetyn tiedon käyttämiseksi ja hyödyntämiseksi on useita eri keinoja: • Vertailut • Ryhmittelyt • Erilaiset kaavioesitykset • SWOT-analyysit • Aikajanalla tehtävät tarkastelut

8. VERTAILUT • Vertailun voi tehdä esimerkiksi seuraavilla tavoilla: • Vertaillaan eri lähteiden (kirjoittajien) antamaa tietoa • Vertaillaanrinnastettavissaolevia asioita tai asiakokonaisuuksia (esim. vaihtoehtoisten materiaalien soveltuvuutta joihinkin käyttökohteisiin) • Vertaillaan pareittain tai laaditaan taulukko. Taulukossa voi myös pisteyttää tai muuten muuttaa tietoa numeeriseen muotoon. Pelkkä taulukon laatiminen ei siis riitä, vaan vertailuluvut on syytä laskea itse esim. erotuksina, suhdelukuina, %-osuuksina tai muulla sopivalla tavalla.

9. RYHMITTELYT • Löydetyn lähdeaineiston perusteella muodostetaan asiakokonaisuuksia esimerkiksi seuraavilla tavoilla: • Haetaan kirjallisuudesta löydettyjä eri havaintoja yhdistävä tekijä (esim. tiimin koneensuunnittelutyön parantunut tehokkuus) ja ryhmitellään tähän vaikuttavia tekijöitä (esim. oikean metodiikan valinta, valmistus-menetelmien hyvä tuntemus, oikea organisaatio, ergonominen työympäristö, tehokkaat suunnittelutyökalut jne.) • Jaotellaan iso aihe pienempiin osiin ja puretaan löydetty lähdeaineisto näin syntyneisiin uusiin alaryhmiin (esim. koneensuunnittelutyön tehokkuus  suunnitteluun kulunut aika, organisaation koko, suunnittelun volyymi tuotemäärinä tai rahassa mitattuna, globaalisuusaste jne.)

10. KAAVIOESITYKSET • Löydetyn lähdeaineiston perusteella voidaan laatia erilaisia graafisia esityksiä, jotka puretaan myös tekstiksi. Lähdeaineistosta voi löytää tietoa kaavioihin ”pala-palalta” valmis kaavio voi tuottaa uutta tietoa • Kaavio voi myös nostaa esille keskeisiä solmukohtia, osoittaa jonkin materiaalinvalintaprosessin tärkeimmät vaiheet tai havainnollistaa tärkeitä valintatilanteita • Syy-seuraus- kaaviot, vikapuu-kaaviot • Lohkokaavio jonkin asian kehityksestä, järjestelmän vaiheistuksesta, tehtävän suoritustavasta, vaihtoehtojen merkityksestä jne.

11. Vikapuukaavio auttaa hahmottamaan vastauksia kysymykseen MIKSI?

12. PERINTEINEN SWOT-ANALYYSI

13. TÄYDENNETTY SWOT-ANALYYSI Sisäiset Ulkoiset Huomaa, että 8-kenttäinen SWOT-analyysi tuottaa uutta tietoa ruuduissa 5-8, mutta ruudut 1-4 vain kirjaavat olemassa olevan tilanteen.

14. AIKAJANAN KÄYTTÖ • Aikajanan avulla voidaan esittää varsinaisen tutkittavan aiheen lisäksi keskeiset aiheeseen vaikuttaneet tekijät ja niiden ajankohta • Aikajana antaa nopeasti mielikuvan myös kehityksen nopeudestaja mahdollisista muutossykleistä voidaan tuottaa uutta tietoa • Aikajanaan voidaan yhdistää esim. voima- ja vastavoimatarkastelu, jonkin ilmiön syiden selvittämiseksi (tyypillinen esimerkki esim. saman koneenosan eri kehitysversion kulumistutkimus materiaalinvalinnan näkökulmasta)

15. T E O L L I S U U S Elektroniikka Adaptiiviset materiaalit Nano- pinnoitteet Nanokoneet Nanorobotit 2000 2005 2010 2015-2020 T I E D E Y H T E I S Ö Passive nanostructures Active nanostructures Nano systems Molecular nanosystems Lähde 1 Lähde 2 Lähde 3 Lähde 4

16. TIEDONHAUN JA KIRJALLISUUSTUTKIMUKSEN TOTEUTUS SEKÄ LÖYDETTYJEN LÄHTEIDEN HYÖDYNTÄMINEN • SEURAAVA KYSYMYSLISTA AUTTAA TIEDONHAUN TOTEUTUKSESSA JA LÖYDETTYJEN LÄHTEIDEN HYÖDYNTÄMISESSÄ: • 1. Onko lähdeaineistoista tehtävälle tiedonhaulle asetettu selvä tavoite: mihin kysymykseen haetaan vastausta? • Välttämättä tämä ei ole sama kuin asetettu tutkimuskysymys! • 2. Onko seminaariryhmän keskusteluissa ilmennyt jokin tietoaukko, jota tiedonhaulla pyritään täyttämään? • 3. Onko kirjallisuuskatsauksen lähteiksi valittu oman tutkimusaiheen näkökulmasta vain relevantteja ja vahvoja lähteitä? • 4. Ovatko kirjallisuuskatsauksen lähteiksi valitut lähteet uusia?

17. 5. Ovatko kirjallisuuskatsauksen lähteiksi valitut lähteet alkuperäisiä? • 6. Onko kirjallisuuskatsauksesta koko ajan tunnistettavissa, mikä on lähteistä poimittua tietoa ja mikä on seminaariryhmän omaa näkemystä? • 7. Onko kirjallisuuskatsauksessa viitattu oman tutkimusalan ”guruihin” ainakin lyhyesti? • 8. Tuottaako tehty kirjallisuustutkimus jonkin selkeän tuloksen? Voiko tuotettujen tulosten perusteella tehdä joitakin johtopäätöksiä?

18. SEURAAVAT NÄKÖKOHDAT TULISI MUISTAA LÄHTEITÄ VALITTAESSA: • Samasta aiheesta tulisi löytää vähintään kaksi itsenäistä lähdettä, joita tulee verrata keskenään ja omiin tuloksiin • Jos jostakin aiheesta on tiedossa tunnustettuja asiantuntijoita, “guruja”, näiden kirjoittama aineisto on ehdottomasti käytävä läpi • Löydettyjä lähteitä tulee peilata työryhmän omiin havaintoihin eli lähteitä tulee käyttää joko tukemaan omia käsityksiä tai lähteiden esimerkiksi vanhentunut tieto tulee asettaa kyseenalaiseksi • On pyrittävä löytämään alkuperäinen lähde • Hyödynnä LUT:n kirjaston verkko- ja muita tietokantoja • Vältä kaupallisia/ epätieteellisiä www-sivustoja

19. HEIKOT JA VAHVAT LÄHTEET • Heikot ja vahvat lähteet tulee erotella ja pitäytyä tutkimuksessa vain vahvoissa lähteissä (seminaarityön pohdintaosiossa voi punnita myös heikkojen lähteiden sanomaa) • Heikkoja lähteitä ovat: • opinnäytteet, • ei-tieteellisten lehtien artikkelit, • ilman asianmukaista lähdeviittausta olevat www-lähteet, • monet yli 10 vuotta vanhat kirjat (ellei niitä ole päivitetty uudistetulla painoksella), • julkaisemattomat tai salaiset aineistot (joita tutkijat eivät pääse edes luvanvaraisesti analysoimaan) • asiakirjat, jotka eivät ole viittausketjun ensimmäisiä, alkuperäisiä lenkkejä (jos on vaarana, että useat asiakirjat pohjaavatkin täysin samaan lähteeseen, eikä uutta tietoa esitetä)

20. 3 2 3 1 2 3 1 2 1 2 3 1 Kolme riippumatonta tapaa tutkia Kolme vertailua verifioinnissa TRIANGULAATIO • Monesti tutkijat pyrkivät varmistamaan jonkin havaintonsa soveltamalla useita toisistaan riippumattomia lähteitä, todistustapoja tai menetelmiä. Yksi tapa on hyödyntää nk. triangulaatiota Aikaisemmat tutkimukset Uusi laadullinen mittaus Haastattelut

21. ”PIKKU-TRIANGULAATIO” • Kun jostakin rajatusta aiheesta (esim. jonkin materiaalin kulumisilmiön mallinnus) haetaan lähteitä, voisi yksi hyvä tiedonhakutapa olla hakea kolmea lähdettä seuraavilla periaatteilla: • Lähde 1: Yksi perusteos (kirja tms.), jossa asian taustat on kerrottu • Lähde 2: Yksi julkaisu, jossa etsittävä yksityiskohta on esitetty ”sanatarkasti” • Lähde 3: Yksi uusi julkaisu (lehtiartikkeli tai konferenssijulkaisu), jossa etsittävää asiaa on sovellettu johonkin toiseen samantyyppiseen kohteeseen kuin mitä itse tutkit

22. SEMINAARITYÖN RAKENNE • Seminaarityössä käytetään IMRAD -jäsentelyä: • Introduction (Johdanto) = mitä ongelmaa tutkitaan ja miksi? • Methods (Menetelmät) = miten ongelmaa tutkitaan? • Results (Tulokset) = mitä tuloksia saatiin aikaan? and • Discussion (Pohdinta) = mikä tulosten merkitys on ja mitä johtopäätöksiä niistä voi tehdä? Näiden lisäksi julkaisussa on aina tiivistelmä, yhteenveto, muuttuja- ja lyhenneluettelo sekä sisällysluettelo.

23. 1 JOHDANTO • Johdantoluvun rakenne noudattaa seuraavaa jaottelua: • 1.1 Seminaarityön tausta ja lähtökohdat • 1.2 Asetettu tutkimusongelma • 1.3 Muodostetut tutkimuskysymykset ja tutkimuksen tavoite • 1.4 Seminaarityön aihepiirin rajaukset

24. 2 TUTKIMUSMENETELMÄT • Menetelmät-luvussa kuvataan miten tiedonhaku toteutettiin ja miten tietoa tullaan käyttämään, mutta ei käsitellä itse lähteiden sisältöä • Pääluvun nimeksi sopii esimerkiksi: ”Kirjallisuustutkimuksen toteutus” tai ”Kirjallisuustutkimuksessa sovelletut tiedonhaun menetelmät” • Tässä seminaarityössä Menetelmä-luku on suhteellisen lyhyt ja perustuu aiemmin kuvattuihin näkökohtiin sekä SCOPUS-haun tuottamiin kuvaajiin

25. 25

26. 26

27. 27

28. 28

29. 3 KIRJALLISUUSKATSAUS • Perinteisessä IMRAD-rakenteessa kirjallisuuskatsaus on johdantoluvun viimeinen alaluku, mutta jos katsaus on laaja, se tehdään yleensä erillisenä päälukuna • Koska seminaarityö perustuu kokonaisuudessaan kirjallisuustutkimukseen, tehdään kirjallisuuskatsauksesta oma pääluku vasta kuvattujen menetelmien jälkeen • Luvun sisältöä kirjoitettaessa otetaan huomioon aiemmin tällä luennolla annetut ohjeet!

30. 4 TULOKSET • Seminaarityössä tulokset ovat kirjallisuustutkimuksen pohjalta johdettuja vastauksia asetettuihin tutkimuskysymyksiin ja ratkaisu asetettuun tutkimusongelmaan • Kyse voi olla materiaalinvalinnan toteutuksesta tiettyyn sovelluskohteeseen • Tulokset voi esittää tiivistetysti ja johdonmukaisesti siten, että tehdyn tiedonhaun merkitys ratkaisussa näkyy selvästi

31. 5 POHDINTA • Pohdinnassa esitetään objektiivinen arvio omasta tutkimuksesta kehittämisehdotuksineen, suoritetaan kriittinen vertailu kirjallisuudesta löydettyihin havaintoihin ja tehdään johtopäätökset. • Arviointi tulee kohdistaa sekä itse tuloksiin, lähinnä niiden luotettavuuteen ja pätevyysalueeseen, että niiden suhteeseen aikaisempaan tutkimustietoon. • Mahdollisille eroille eri lähteiden kesken pyritään löytämään selityksiä. • Tulosten arvo koostuu niiden uutuudesta ja yleistettävyydestä. • Pohdintaluku päättyy yleensä johtopäätösten esittämiseen jopa numeroituina tai lueteltuina tiivistettyinä ”kannanottoina”

32. ”Pohdinta”-lukuun on hyvä sisällyttää ainakin seuraavat alaluvut: 5.1 Vertailu eri lähteiden antamien tietojen kesken 5.2 Tutkimuksen reliabiliteetti ja validiteetti 5.3 Keskeiset johtopäätökset 5.4 Tulosten yleistettävyys 5.5 Tutkimuksen objektiivisuus (kriittinen oman työn tarkastelu) 5.6 Jatkotutkimusaiheet (kirjallisuustutkimus on voinut nostaa esille uusia aiheita tai tehtyjen rajausten takia jokin aihe on jätetty seminaarityössä käsittelemättä) 32

33. TIIVISTELMÄ JA YHTEENVETO • Jokaiseen seminaarityön alkuun laaditaan tiivistelmä suomeksi ja englanniksi sekä ranskaksi/saksaksi • Jokaisen seminaarityön loppuun laaditaan yhteenveto • Tiivistelmä ja yhteenveto ovat tarkoitetut antamaan pikakuvauksen tutkimuksen keskeisestä sisällöstä. • Tiivistelmä kertoo vain IMRAD-jaottelun mukaiset pääasiat. • Yhteenveto on luonteeltaan ”laajennettu tiivistelmä”, joka kertoo seminaarityön keskeisen sisällön. • Yhteenvedossa ei tietenkään saa olla sellaista asiaa, jota ei ole aikaisemmin ollut itse tekstissä. Yhteenveto ei ole johtopäätösten luettelo (ne on kirjattu pohdinta-lukuun).

34. SISÄLLYSLUETTELO • Tiivistelmä • Käytetyt lyhenteet ja merkinnät • 1 Johdanto • 1.1 Tausta ja lähtökohdat • 1.2 Tutkimusongelma • 1.3 Tutkimuskysymykset ja tutkimuksen tavoite • 1.4 Rajaukset • 2 Menetelmät • 2.1 Tiedonhakutavat • 2.2 Tiedonhaun tulosten analysointitavat • 2.3 Käytetyt tietokannat • 2.4 Käytettyjen lähteiden luokittelu ja määrä • 3 Kirjallisuuskatsaus • 4 Tulokset • 5 Pohdinta • 5.1 Vertailu eri lähteiden antamien tietojen kesken • 5.2 Tutkimuksen reliabiliteetti ja validiteetti • 5.3 Keskeiset johtopäätökset • 5.4 Tulosten yleistettävyys • 5.5 Tutkimuksen objektiivisuus • 5.6 Jatkotutkimusaiheet • 6 Yhteenveto • Lähdeluettelo • HUOM!!! Tällainen periaatteellinen sisällysluettelo ei kuitenkaan suoraan kelpaa seminaarityön sisällysluetteloksi!!! Tämä kuvaa vain sisällön vaatimuksia!

35. Hyvän sisällysluettelon otsikot luettuaan lukija pystyy ”arvaamaan” seminaarityön aiheen varsin tarkasti • Kirjallisuuskatsaus- ja Pohdinta –pääluvut kannattaa siis alaotsikoida käyttäen seminaariaiheeseen sidottuja alaotsikoita

36. RAPORTIN JA PP-ESITYKSEN LAAJUUS • Sekä tutkimusraportti että PowerPoint esitys noudattavat tiedeyhteisön yleisesti hyväksymää IMRAD –rakennetta • Laadittavan kirjallisen seminaariesityksen laajuus on n. 15 A4-sivua. • Ulkoasun ja kirjoitusohjeiden osalta noudatetaan LUT:n kandidaatin ja diplomityön ulkoasuohjetta ellei tällä luennolla ole muuta neuvottu • Laadittavan PowerPoint-esityksen laajuus on n. 10-12 diaa ja esityksen kestoaika 15 min • Työn alkuun tuleva lyhyt tiivistelmä laaditaan suomeksi, englanniksi ja saksaksi/ranskaksi.