Browsing by Subject "musta laatikko -ilmiö"

Tämän tutkielman tavoite oli selvittää millaisia menetelmiä spektrofotometrian musta laatikko -ilmiön estämiseen voi opetuksessa hyödyntää. Musta laatikko -ilmiö, eli käytettävän prosessiin sisältyvien taustojen heikko ymmärrys, on merkittävä ongelma instrumenttianalytiikan opetuksessa, sillä opiskelija keskittyy menetelmän tieteellisten taustojen sijasta vain laitteen antamiin tuloksiin. Tällöin opiskelija ei osaa arvioida laitteen antamien tulosten tarkkuutta ja tiedon siirrettävyys on heikkoa esimerkiksi muihin laitteen käyttökohteisiin. Tutkielma toteutettiin kehittämistutkimuksena, jossa ensin kartoitettiin spektrofotometrian ymmärtämiseen vaadittavat keskeiset sisällöt ja testattiin eheyttävää STEM-opetusta musta laatikko -ilmiön syntymisen estämisessä kehittämistuotoksen avulla. Itse kehittämisprosessia ja sen haasteita tutkittiin kehittämispäiväkirjan sisällön analyysillä. Tutkielmassa vastataan kolmeen tutkimuskysymykseen: TK1: Millainen a) sisältötieto ja b) pedagoginen toteutus mahdollistaa musta laatikko -ilmiön torjumista spektrofotometriassa? TK2: Millaisia haasteita opetuskokonaisuuden kehittämisessä on? TK3: Miten opettajat arvioivat kehittämistuotoksen eri komponenttien ehkäisevän musta laatikko -ilmiötä? Kehittämistuotos koostuu viidestä työohjeesta, jotka kuuluvat samaan eheyttävän STEM-opetuksen projektiin, joita voi hyödyntää yhdessä tai erikseen LOPS 2019 kurssilla KE3 Molekyylit ja mallit spektrofotometrian opetuksessa. Projektin tavoitteena on kehittää tapa määrittää elintarvikkeissa olevan proteiinin määrä itse rakentamalla spektrofotometrillä. Projektin aikana tutustutaan spektrofotometriaan PhET-simulaation avulla. Tutkittava näyte valitaan osoitusreaktioiden avulla ja näytteen proteiinin rakenteeseen tutustutaan molekyylitietokantojen ja mallinnuksen keinoin. Kehittämistuotosta testattiin opettajia ja kemian opiskelijoita haastattelemalla. Tulosten perusteella haastatteluun osallistuneet kokevat eheyttävän STEM-opetuksen ja kehittämistuotoksen sisältämien menetelmien voivan ehkäistä musta laatikko -ilmiön syntymistä, mutta samalla näkevät haasteita eheyttävän STEM-opetuksen soveltuvuudessa koulumaailman rakenteiden vuoksi. Jatkotutkimuksena voisi selvittää millaisia tapoja koulumaailmassa on integroida oppiaineiden välisiä sisältöjä, jotta kehittämistuotosta voisi testata tarkoitetussa käyttöympäristössä ja näin saada lisätietoa musta laatikko -ilmiön synnyn estämisestä.