Tutkimuksellisen opiskelun käyttöä luonnontieteiden opetuksessa on tutkittu viime vuosina paljon. Oppilaiden on todettu käyttävän tutkimuksellisen opiskelun mukaisessa opetuksessa korkeamman tason ajatteluntaitoja. Molekyyligastronomia on melko tuore elintarvikekemiaan kuuluva ala, joka tarjoaa kemian opetukseen otettaessa hyvän arkielämän kontekstin. Molekyyligastronomian ja tutkimuksellisen opiskelun yhdistäminen luo oppilaita kiinnostavan kemian opetuksen menetelmän. Aiheen käsittelyyn kouluopetuksessa tarvitaan tutkimuspohjaista materiaalia sekä opettajien koulutusta.
Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää tutkimuksellista opiskelua sekä molekyyligastronomiaa hyödyntävä opetusmateriaalia yläkoulun proteiinien opetukseen. Tutkimusta ohjasi kolme tutkimuskysymystä: 1. Millainen tarve on tutkimuksellista opiskelua hyödyntävälle proteiini-materiaalille?, 2. Millainen tutkimuksellista opiskelua hyödyntävä materiaali parantaa proteiinien oppimista? sekä 3. Miten oppilaat käyttivät korkeamman tason ajattelutaitoja ja tiedon tasoja tutkimuksellisessa opiskelussa?
Teoreettisessa viitekehyksessä on tutkittu tutkimuksellista opiskelua, molekyyligastronomiaa sekä proteiinien kemiaa. Lisäksi tarkasteltiin korkeamman tason ajatteluntaitoja ja uudistettua taksonomiaa, jota hyödynnettiin kehitetyn opetusmateriaalin arvioinnissa.
Tutkimus toteutettiin kehittämistutkimusmenetelmällä ja kvalitatiivisella tutkimusotteella. Kehittämistutkimus sisälsi kolme päävaihetta: teoreettisen ongelma-analyysin, empiirisen ongelma-analyysin sekä kehitetyn materiaalin. Empiirisenä ongelma-analyysina tehtiin tarveanalyysi seitsemälle yläkoulun kemian opettajalle. Tarveanalyysin aineisto käsiteltiin sisällönanalyysin menetelmällä. Kehitetyn opetusmateriaalin tavoitteet arvioitiin uudistettua taksonomiaa hyödyntäen. Tämän jälkeen opetusmateriaali testattiin yläkoulun oppilailla. Tunneilta kerättiin tutkimusaineisto, joka sisälsi keskusteluja, oppilaiden tuottamaa aineistoa sekä proteiinikokeen. Tämä aineisto analysoitiin teorialähtöisellä sisällönanalyysillä uudistettua taksonomiaa hyödyntäen.
Tutkimuksessa tuli esille tarve tutkimuksellista opiskelua ja molekyyligastronomiaa hyödyntävälle proteiinien opetusmateriaalille. Tarveanalyysin sekä teorian pohjalta valmistettiin opetusmateriaali, jonka tavoitteita ohjasi uudistettu Bloomin taksonomia. Tapaustutkimuksen mukaan oppilaat ymmärsivät monipuolisesti proteiinien kemiaa ja käyttivät korkeamman tason ajattelutaitoja.
Tutkimuksellinen opiskelu ja molekyyligastronomia ovat hyvä yhdistelmä kemian opetuksessa, sillä molekyyligastronomia tarjoaa oppilaille arkielämän kontekstin kemian opiskeluun. Tulevaisuudessa tulisi valmistaa lisää materiaaleja, jotka yhdistävät tutkimuksellisen opiskelun sekä molekyyligastronomian.
