Browsing by discipline "Kemian opettajan koulutus"

Ekologinen näkökulma on painottunut kestävän kehityksen opetuksessa eikä opettajilla ole riittäviä valmiuksia kestävän kehityksen opettamiseen kouluissa. Kestävän kehityksen opetukseen suositellaan laaja-alaista ja projektimaista lähestymistapaa. Kirjallisuuden mukaan hyvistä käytänteistä kestävän kehityksen opettamiseen tarvitaan lisää tutkimusta. Tämän Pro Gradu -tutkielman tavoitteena on antaa lisätietoa kestävän kehityksen ilmenemistä projektioppimisessa. LUMA-keskus Suomen StarT-hankkeen projektitöistä tutkitaan, miten kestävä kehitys ja sen eri osa-alueet on liitetty osaksi projektityöskentelyä ja mitä työtapoja hyödyntäen kestävää kehitystä on projekteissa käsitelty. Tutkimus on laadullinen tapaustutkimus ja aineistona oli 19 projektiraporttia yläkouluissa ja lukioissa tehdyistä luonnontieteellisistä projektitöistä. Projekteja analysoitiin laadullisen sisällönanalyysin menetelmin teoriaohjaavasti ja aineistolähtöisesti. Tutkimusta ohjasivat kaksi tutkimuskysymystä: 1) Miten kestävän kehityksen osa-alueet ilmenevät luonnontieteiden projektitöissä? 2) Millaisia työtapoja hyödyntäen kestävää kehitystä on käsitelty em. projektitöissä? Tutkimuksen tulokset osoittivat, että myös luonnontieteiden projektitöissä painottuu kestävän kehityksen ekologinen näkökulma. Opettajilla on siis edelleen haasteita kestävän kehityksen moninaisuuden tiedostamisessa ja opettamisessa. Kestävän kehityksen työtavoissa näkyvät projektioppimisen vaiheet antaen katsauksen eri tavoista käsitellä kestävän kehityksen osa-alueita projektioppimisessa. Tutkimus antaa lisätietoa sekä opettajille että opettajankouluttajille kestävän kehityksen opetuksen kehittämiseen.

Peruskoulun ja lukion opiskelijoiden kiinnostus tiedeaineita kohtaan on vähentynyt kouluissa ja tiedepainotteisia kursseja valitaan entistä vähemmän. Yhdeksi syyksi epäillään opetusta, joka ei kohtaa oppilaan arkielämää. Arkielämän kontekstit lisäävät motivaatiota ja kiinnostusta opetettavaan aiheeseen sekä auttavat teoreettisen tiedon ymmärtämisessä ja oppimisessa tuomalla opittaville asioille merkitystä ja sisältöä. Kontekstuaalinen oppiminen on ihmiselle luontaista ja johtuu aivojen kyvystä ja tarpeesta etsiä uusille asioille merkityksiä. Tämän kehittämistutkimuksen hypoteesina on käytetty tutkimustuloksia, joiden mukaan arkielämän kontekstien liittäminen teoriaan lisää kiinnostusta kemiaan. Arkielämän kontekstiksi on valittu kosmetiikan kemia, koska siihen liittyvää kontekstuaalista tietoa on hyvin vähän ja kosmetiikka on yleisesti arjessa käytettyä. Päätutkimuskysymykset ovat: 1. Minkälainen on peruskoulun ja lukion oppikirjojen sisältämä kosmetiikan kemian sisältö? 2. Miten usein arjesta tuttuja esimerkkejä käytetään kemian opetuksessa? Kehittämistutkimus suoritettiin neljässä vaiheessa. Ensimmäisen vaiheen tarveanalyysi suoritettiin 13 peruskoulun ja 23 lukion kemian oppikirjojen kartoituksella kosmetiikan kemian osalta. Toisessa vaiheessa laadittiin tarveanalyysin perusteella tehty verkko-oppimateriaali kosmetiikan kemiasta peruskoulun, lukion sekä muiden koulujen opettajille ja oppilaille soveltuvin osin. Kolmannessa vaiheessa suoritettiin kyselytutkimus 12:lle satunnaisesti valitulle peruskoulun ja lukion opettajalle. Kyselyn perusteella sivut antoivat opettajille uutta tietoa kosmetiikan kemiasta, lisäsivät yhteyksiä teoriatiedon ja arjen ilmöiden välillä sekä toimivat hyödyllisenä lisämateriaalina kemian opetuksessa lisäten kiinnostusta kemiaan. Kehittämistutkimuksen neljännessä vaiheessa oppimateriaalia kehitettiin muun muassa sivuston rakenteellisia ominaisuuksia parantamalla. Oppimateriaalia ylläpidetään ja kehitetään myös tulevaisuudessa. Useiden maiden opetussuunnitelmien perusteissa määritellään yhdeksi tiedeopetuksen tavoitteeksi tarjota sellaista opetusta, joka antaa oppilaalle valmiudet toimia tulevaisuudessaan tiedostavana ja vastuullisena kansalaisena, joka ymmärtää lukemiaan tieteeseen, teknologiaan, yhteiskuntaan tai ympäristöön liittyviä asioita sekä osaa tehdä valintoja ja päätöksiä. Riittävä tieteellinen lukutaito on jokaisen kansalaisen perusoikeus, jota kemian opetuksessa tulisi huomioida muun muassa kontekstuaalista opetusta kehittämällä. Arjen kemiaan liittyvän opetuksen kehittäminen luo tarpeita ja mahdollisuuksia jatkotutkimuksille.

Ilmastonmuutos on ilmiö, jonka seuraamukset muuttavat monin eri tavoin maapalloamme. Tässä kyselylomaketutkimuksessa selvitettiin lahjakkaiden nuorten käsityksiä ilmastonmuutoksesta. Tutkimus selvitti, mitä lahjakkaat nuoret haluavat tietää ilmastonmuutoksessa. Kohderyhmänä oli 215 lahjakasta oppilasta 39 maasta. Tutkimuksessa kerättiin e-lomakkeella 215 oppilaan esittämät 545 kysymystä liittyen ilmastonmuutokseen. Oppilaista 56 % halusi tietää, miten ilmastonmuutoksen seuraukset olisi ratkaistavissa. Ilmastonmuutoksen vaikutuksista halusi tietää 21 % oppilaista. Lahjakaista nuorista 22 % halusi tietää, mitä ilmastonmuutos on ja miten sitä tutkitaan. Ilmastonmuutoksen opetuksen tulisi siksi jatkossa keskittyä ilmastonmuutosongelmien ratkaisuvaihtoehtojen esille tuomiseen sen lisäksi, että oppilaille opetetaan kouluissa mitä ilmastonmuutos on. Lisäksi tutkittiin kyselylomakkeella 27 lahjakkaan nuoren käsityksiä ilmastonmuutoksesta ja sen opetustavasta. Opiskelijat olivat 15 eri maasta. Kyselylomaketutkimus tehtiin tiedeleirillä Suomessa. Lahjakkailla nuorilta oli vaihtoehtoisia käsityksiä ilmastonmuutoksesta, 26 % piti ilmastonmuutosta luonnollisena ilmiönä. Yli 88 % vastanneista oli huolissaan ilmastonmuutoksen seuraamuksista. Oppilaista yli 88 % uskoi oppivansa ilmastonmuutoksesta tutkimuksellisen opiskelun avulla. Ilmastonmuutosta tulisi opettaa siis tutkimuksellisen opiskelun kautta. Tämän tutkimuksen kautta haluttiin selvittää, onko tarvetta päivitetylle ilmastonmuutos -termille. Yli puolet vastanneista oli sitä mieltä, että ihmisen aiheuttamaa ilmastonmuutosta kuvaa parhaiten sana ilmaston vääristymä (eng. Climate distortion).

Tässä pro gradu -tutkielmassa selvitetään lukion ja yliopiston yhteiskurssin relevanssia lukiolaisen ja yliopisto-opiskelijan näkökulmasta arvioituna. Tavoitteena on ymmärtää kurssin koettuja hyötyjä eri osapuolille, pohtia miten ne ovat linjassa yhteistyölle asetettujen tavoitteiden kanssa ja tuottaa tietoa vastaavien mallien kehittämiseen. Aiheen tutkiminen on tärkeää, sillä uudessa lukiolaissa toisen asteen oppilaitoksille on säädetty velvoite tarjota opiskelijoille mahdollisuus korkeakouluyhteistyöhön. Yhteistyöllä pyritään saaman lukiolaisille kurkistusikkunoita korkeakouluun, mikä auttaa nuoria urasuunnittelussa ja nopeuttaa siirtymää tutkintotavoitteiseen opiskeluun toiselta asteelta. Kuitenkin lukion ja korkeakoulun yhteistyötä ei ole kuitenkaan tutkittu kattavasti. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys koostuu relevanssista ja projektioppimisesta. Projektioppimisella pyritään lisäämään kokonaisuuksien hallintaa ja aiheen liittämistä oppilaan arkeen. Sen on myös havaittu lisäävän oppilaiden kiinnostusta opiskelua kohtaan. Projektioppiminen on menetelmä, jossa harjoitellaan opiskeltavan aiheen lisäksi uuden vuosisadan taitoja (eng. 21st century skills) kuten yhteistyötaitoja, oman työn suunnittelua ja tiedonhaun taitoja. Relevanssiteorian mukaan opetuksen relevanssia, merkityksellisyyttä, positiivisia seuraamuksia on kolmella eri tasolla; henkilökohtaisella, ammatillisella ja yhteiskunnallisella. Tutkimus toteutettiin laadullisena tapaustutkimuksena ja sitä ohjattiin kolmella tutkimuskysymyksellä 1. Millaista relevanssia lukiolaiset kokivat yliopiston kanssa toteutetulla projektioppimisen kurssilla? 2. Millaista relevanssia yliopisto-opiskelijat kokivat lukioiden kanssa toteutetulla projektioppimisen kurssilla? 3. Miten Espoon lukiotoimen asettamat yhteistyötavoitteet toteutuivat? Tutkimuksen kohteena on Helsingin yliopiston ja Espoon lukioiden välisenä yhteistyönä järjestettyä Globaalit haasteet -kurssia. Kurssilla yliopisto-opiskelijat toimivat ohjaajina lukiolaisille, lukiolaisten toteuttaessa ilmiöpohjaisia projekteja. Tutkimusaineisto kerättiin vuosien 2017 ja 2018 Globaalit haasteet -kurssin yliopisto-opiskelijoilta kyselylomakkeilla sekä loppureflektioilla. Lukiolaisten osalta aineisto on vuodelta 2018 ja kerätty kyselylomakkeilla sekä haastatteluilla. Tutkimusaineisto on analysoitu teoriapohjaista sisällönanalyysiä käyttäen. Tutkimuksessa saatiin selville, että projektioppimis-yhteistyökurssi voidaan järjestää osallisille relevantiksi kaikilla sen tasoilla. Yliopisto-opiskelijoille ohjaamisen kokemukset ja ammatillinen relevanssi olivat tärkeitä (TK1), lukiolaisten kokemassa relevanssissa kiinnostus eli henkilökohtainen dimensio oli myös vahvasti esillä. (TK2) Yhteiskunnallinen relevanssi on myös aiempien tutkimusten mukaan ollut vähemmän intuitiivista ja sen huomaaminen vaatii enemmän ohjeistusta. (TK3) Kurssia sekä opettajankoulutusta kehitetään edelleen ottamaan huomioon eri osapuolten tarpeet kattavasti ja tutkimusperustainen kehittäminen tuo lisää tutkimusaiheita. Tutkimuksesta saatuja tuloksia voidaan käyttää hyväksi uusien yhteistyömallien kehittämiseen.

Tutkielmassa kuvataan kaksisyklinen kehittämistutkimus. Kehittämistuotoksena muodostuu tarkoituksenmukaista hypermediaa hyödyntävä verkkomateriaali, joka käsittelee Venuksen pilviä ja Maan ulkopuolisen elämän esiintymismahdollisuuksien tutkimusta. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, miten Maan ulkopuolisen elämän esiintymismahdollisuuksien tutkimuskonteksti sopii kemian ehettävään opetukseen perusopetuksessa. Kehittämistuotosta on tavoitteena voida käyttää sellaisenaan kemian eheyttävässä opetuksessa fysiikan ja biologian kanssa perusopetuksen yhdeksännellä luokalla. Tutkimuskysymykset ovat: 1. Millä keinoilla kehittämistarpeet löydetään ja huomioidaan parhaalla mahdollisella tavalla kehittämisprosessin aikana? 2. Millä tavalla Maan ulkopuolisen elämän esiintymismahdollisuuksien tutkimuskontekstin ja verkkomateriaalin opetukselliset mahdollisuudet ovat yhteydessä toisiinsa sekä eheyttävän opetuksen teoriaan ja perusopetuksen opetussuunnitelmaan? 3. Kuinka tarpeelliseksi kemian opettajat ja opettajaopiskelijat kokevat astrokemiaa ja Maan ulkopuolisen elämän esiintymismahdollisuuksia käsittelevän verkkomateriaalin kemian eheyttävässä opetuksessa? 4. Millaisia jatkokehittämistarpeita kemian opettaja kokee Venuksen pilviä ja Maan ulkopuolisen elämän esiintymismahdollisuuksia käsittelevällä verkkomateriaalilla olevan? 5. Millaiset hypermediasisällöt soveltuvat Venuksen pilviä ja Maan ulkopuolisen elämän esiintymismahdollisuuksia käsittelevään verkkomateriaaliin, jota voidaan käyttää sen oppisisällölle määritettyjen oppimistavoitteiden mukaisesti kemian eheyttämiseen fysiikan ja biologian kanssa perusopetuksen yhdeksännellä luokalla? Maan ulkopuolisen elämän esiintymismahdollisuuksien tutkimus on nopeasti kehittyvä tieteenala, jolle on vakiintunut nimeksi astrobiologia. Se soveltaa muiden perinteisten luonnontieteiden ohella kemiaa, jota tarvitaan esimerkiksi elämän aineellisten edellytysten tarkasteluun sekä Maan ulkopuoliseen elämään viittaavien merkkien tunnistamiseen ja tulkitsemiseen. Eheyttävä opetus on kontekstilähtöinen opetustapa, jossa samaa todellisen maailman ilmiötä tarkastellaan kokonaisvaltaisesti usean oppiaineen näkökulmista. Maan ulkopuolisen elämän esiintymismahdollisuuksien tutkimuskontekstia on tutkittu hyvin vähän opetuksen kontekstina, mutta saadut tulokset ovat olleet positiivisia oppilaiden kiinnostuksen ja oppimisen osalta. Verkkomateriaalin tuomia mahdollisuuksia opetukseen ovat esimerkiksi animaatiot, välittömän palautteen tehtävät ja hyperteksti. Verkkomateriaalin tarve selvitettiin kemian opettajilta ja opettajaopiskelijoilta kvantitatiivisella verkkokyselyllä, johon saatiin 21 vastausta. Vastaajat kokivat, että kemian eheyttävään opetukseen tarvitaan enemmän materiaaleja, joita voi käyttää sellaisenaan opetuksessa. Tulosten perusteella sekä astrokemia että astrobiologia sopivat kemian opetuksen konteksteiksi. Astrokemiaan ja astrobiologiaan liittyvää materiaalia ei ollut vastaajien mielestä saatavilla paljoa. Kehitetyn verkkomateriaalin jatkokehittämistarpeita selvitettiin yhdeltä kemian opettajalta kvalitatiivisesti haastattelulla, jonka analyysi tapahtui aineistolähtöisellä sisällön kuvaksella. Saatujen tulosten perusteella verkkomateriaalia voidaan pitää onnistuneena. Erityisen hyvin se sopii haastattelun perusteella luonnontieteen kielen opiskeluun. Verkkomateriaalin tärkein jatkokehittämistarve on kokeellisuuteen liittyvän materiaalin lisääminen. Haastateltu kemian opettaja piti verkkomateriaalin hypermediamuotoista oppisisältöä laadukkaana mutta näki siinäkin pieniä jatkokehittämistarpeita. Kehitetyn verkkomateriaalin www-osoite: https://venusastrobio.wordpress.com/

Kaikkien oppilaiden pitäisi saavuttaa tietty kemian tieto- ja taitotaso, jotta he voivat tulevaisuuden kansalaisina osallistua päätösten tekoon. Tämän takia on tärkeää tutkia, miten heikoimmat oppilaat menestyvät kemiassa perusopetuksessa ja miten heidän opiskeluaan voi tukea. Tämä tutkimus on ensimmäinen tutkimus aiheesta Suomessa. Se on tehty Opetushallituksen 2011 keväällä keräämästä aineistosta, johon osallistui 2949 15-vuotiasta nuorta. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, millaisia heikosti menestyvät kemian oppilaat ovat osaamiseltaan ja lähtökohdiltaan verrattuina muihin oppilaisiin ja miten heikosti menestyvää oppilasta voi tukea kemian opetuksessa. Oppilaat on tässä tutkimuksessa jaettu viiteen ryhmään osaamisen mukaan. Ryhmien välisiä eroja vertaillaan kemian koemenestyksessä, mielipiteissä kemiasta ja lähtökohdissa. Lisäksi on selvitetty, mitä työtapoja oppilaat ovat käyttäneet oppitunneilla ja mitä työtapoja he haluavat käyttää. Tutkimuksen mukaan kemiassa heikosti menestyvät oppilaat eivät pidä kemiasta, eivät koe sitä hyödyllisenä eivätkä koe osaavansa sitä. Vieraskieliset ja erityistukipäätöksen saaneet oppilaat menestyvät kemiassa muita oppilaita heikommin. Tässä tutkimuksessa uutena asiana ilmeni, että heillä on kuitenkin hieman positiivisempi kuva kemiasta kuin muilla oppilailla, jotka menestyvät yhtä hyvin. Myös vanhempien koulutuksella on selkeä yhteys oppilaan menestyksen kanssa. Tässä tutkimuksessa heikot oppilaat osasivat muistamistehtäviä ja menetelmätietoa koskevia kemian tehtäviä. Valintatehtävissä heikot oppilaat menestyivät paremmin kuin tuottamistehtävissä. Myös aineiston käyttö ja tutkimuksen teko onnistuivat heikoilta oppilailta. Yleensä tytöt menestyvät kemiassa tyydyttävästi, kun taas pojat menestyvät hyvin tai huonosti. Tämän tutkimuksen mukaan heikosti menestyvillä tytöillä on heikosti menestyviä poikia huonompi käsitys kemiasta. Paremmin menestyvien oppilaiden ryhmässä erot mielipiteissä tyttöjen ja poikien välillä ovat pienemmät, mutta tytöt kaikissa ryhmissä arvioivat osaamisensa kemiassa huonommaksi kuin pojat. Oppilaiden oppimista voidaan tukea valitsemalla sopivia työtapoja, jolloin opettaja innostaa oppilaita opiskeluun mielenkiintoisilla lähestymistavoilla. Tämän tutkimuksen mukaan heikosti menestyvät oppilaat ovat kiinnostuneita vierailuista, tieto- ja viestintätekniikan (TVT) käytöstä ja ryhmätöistä. Yleisesti TVT:n käyttö, ryhmätyöt ja mahdollisuudet vaikuttaa omaan oppimiseensa ovat työtapoja, joita oppilaat toivovat. Erityisesti näitä työtapoja toivovat oppilaat, jotka eivät pidä kemiasta, eivät koe kemiaa hyödylliseksi ja jotka eivät koe osaavansa kemiaa. Opettajien olisi hyvä ottaa enemmän huomioon oppilaiden toiveet opetuksessa, sekä tutustua oppilaisiinsa ja antaa heidän käyttää työtapoja, jotka heitä itseään hyödyttävät. On myös tärkeää, että oppilaat saavat mahdollisuuden tehdä heille sopivia tehtäviä. Opettajankoulutuksessa ja täydennyskoulutuksessa pitäisi kouluttaa opettajat heikkojen oppilaiden kohtaamiseen. Lisäksi opetus tulisi järjestää niin, että opettajat voivat olla joustavia ja ottaa heikot oppilaat huomioon.

Suomesta halutaan tiedekasvatuksen kärkimaa vuonna 2020. Tiedekasvatuksella tarkoitetaan tiedeosaamisen eli tiedekoulutuksen avulla hankitun tiedollisen ja taidollisen perusosaamisen vahvistamista. (OKM, 2014) Non-formaalilla tiedekasvatuksella tarkoitetaan koulun ulkopuolella tapahtuvaa tavoitteellista oppimista, jota eivät kuitenkaan ohjaa viralliset oppimistavoitteet. Non-formaalien oppimisympäristöjen (esim. tiedeleirien) hyödyntämisen on aiemmissa tutkimuksissa todettu lisäävän motivaatiota ja kiinnostusta luonnontieteitä kohtaan. Tässä tutkimuksessa on analysoitu tiedeleireillä tapahtuvan non-formaalin tiedekasvatuksen relevanssia sekä lasten että perheiden näkökulmista, jota ei ole tutkittu aikaisemmin. Relevanttiuden analysoinnissa on käytetty Stuckeyn, Hofsteinin, Mamlok-Naamanin & Eilksin vuonna 2013 kehittämää relevanssiteoriaa, jossa relevanssi esitetään kolmessa tasossa eri näkökulmista. Relevanssiteorian mukaan opetuksen tulisi olla relevanttia sekä henkilökohtaisella, yhteiskunnallisella että ammatillisella tasolla. Opetuksen tulisi myös olla relevanttia oppijalle niin nykyhetkessä kuin tulevaisuudessa sekä sisäisesti että ulkoisesti. Tämän tutkimuksen päämääränä oli selvittää, miten relevanssin eri tasot (Stuckey et al., 2013) lasten ja perheiden mielestä ilmenevät tiedeleireillä, ja kohtaavatko lasten ja perheiden näkemykset niistä. Tutkimuskohteena olivat Helsingin yliopiston LUMA-keskuksen vuosina 2015 ja 2016 järjestämille 46 tiedeleireille osallistuneet yli 900 alakouluikäistä lasta ja osa heidän huoltajistaan (N=124). Tutkimuksessa tarkasteltiin lasten aiemman kiinnostuksen sekä sukupuolen vaikutusta relevanssiin kemian tiedeleirien osalta, joille osallistui yhteensä 109 lasta. Tutkimusmenetelminä käytettiin sekä kyselylomaketutkimusta että teemahaastattelua. Kyselylomakkeen avoimet kysymykset analysoitiin teoriaohjaavan sisällönanalyysin avulla. Strukturoituja kysymyksiä käsiteltiin sekä laadullisena että määrällisenä aineistona. Korrelaatiota aiemman kiinnostuksen ja tiedeleirien relevanssin välillä havainnollistettiin Spearmanin korrelaatiokertoimen avulla. Tutkimuksen luotettavuutta tarkasteltiin tutkimuksen ulkoisen ja sisäisen validiteetin avulla. Kyselytutkimuksen tulokset osoittavat, että tiedeleireillä tapahtunut non-formaali tiedekasvatus on sekä lasten että perheiden näkökulmasta relevanttia lähinnä henkilökohtaisen relevanssin tasolla korostaen nykyistä ja sisäistä relevanssia. Leirien teemoihin liittyvät tehtävät, esimerkiksi kemian leireillä kokeellista työskentelyä laboratoriossa sekä tiedeleirillä saadut kaverit olivat lapsille kaikista relevanteinta. Kemian tiedeleirit olivat henkilökohtaisesti relevanteimpia niille lapsille, joilla aikaisempi kiinnostus kemiaa kohtaan oli vähäisempää. Pojat ovat tyttöjä varmempia omista kiinnostuksen kohteistaan henkilökohtaisen relevanssin tasolla. Yhteiskunnallisen relevanssin tasolla pojat taas keskittyvät tyttöjä enemmän nykyhetken relevanssiin, kun tytöt huomioivat myös tulevaisuuden. Yhteiskunnallisen ja ammatillisen relevanssin tasot näkyivät vain vähän kyselytutkimuksessa. Teemahaastattelujen perusteella leirejä pidettiin kuitenkin relevanttina kaikilla relevanssiteorian mukaisilla relevanssin tasoilla. Leiriläiset olivat vanhempiaan enemmän sitä mieltä, että he oppivat leirillä yhteiskunnallisen relevanssin mukaisesti toimimaan yhteistyössä muiden kanssa. Samoin leiriläiset myös uskoivat vanhempiaan enemmän ammatillisen relevanssin mukaisesti ehkä oppineensa leirillä jotain sellaista, joka auttaa heitä tulevaisuudessa pääsemään haluamaansa työhön. Non-formaalia tiedekasvatusta tutkitaan, jotta sitä voitaisiin kehittää yhä paremmin oppijoita tukevaksi. Tämän tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää non-formaalin tiedekasvatuksen, erityisesti tiedeleirien kehittämisessä ja jatkotutkimuksessa.

Pakohuoneiden käytöstä opetustarkoituksessa on tutkimuskohteena kiinnostuttu vasta viime vuosien aikana. Kemiassa pakohuoneiden opetuskäytöstä on tutkimusta tehty varsin vähän. Pakohuoneiden tuoreus opetusmenetelmänä tarjoaa oppilaille uuden tavan oppia kemian laboratoriotyöskentelyä itsenäisesti. Pakohuoneet yhdistävät opetuksessa tarinan kerrontaa, pulman ratkontaa ja itsenäistä työskentelyä ja pakohuoneilla on todettu olevan positiivinen vaikutus motivaatioon. Tämä tutkimus oli kehittämistutkimus, jonka tarkoituksena oli kehittää minäpystyyttä tukeva ja helposti toisinnettavissa oleva pakohuonekokonaisuus opetuskäyttöön yläkoulun kemian opetukseen. Kehittämistutkimuksessa etsittiin vastauksia seuraaviin kysymyksiin: 1) Mitä on otettava huomioon, kun suunnitellaan kouluissa toisinnettavissa olevaa kemianpakohuonetta? 2) Miten pakohuoneen suorittaminen vaikuttaa oppilaiden minäpystyvyyteen? 3) Millaiset laboratoriotehtävät soveltuvat yläkouluissa toteutettavaan pakohuoneeseen? Kehittämistutkimus sisälsi kaksi sykliä, joista ensimmäisessä pyrittiin selvittämään pakohuoneen, minäpystyvyyden ja pelillistämisen teoriataustaa ja näiden pohjalta ensimmäisen syklin kehittämistuotteeksi luotiin pakohuoneiden kehittämistä ohjaavia vaatimuksia pakohuoneelle. Toisessa syklissä kehitettiin pakohuonetehtäväpaketti ja menetelmiä, joiden avulla pakohuoneita pystyy suunnittelemaan itsenäisesti suoritettaviksi. Lopuksi pakohuoneen toisinnettavuutta ja minäpystyvyys vaikutusta arvioitiin teoreettisella tasolla. Kehittämistutkimuksen kehittämistuotteeksi syntyi pakohuonetehtäväkokonaisuus, jonka toisinnettavuus kouluissa varmistettiin siten, että pakohuoneen skaalaaminen eri kokoisille oppilasryhmille on mahdollisimman helppoa ja kaikki pakohuonekokonaisuuteen valikoidut työt suunniteltiin niin, että töihin tarvittavat reagenssit ja työvälineet löytyvät ruokakaupasta ja huonostikin varustellusta kemian ja kuvaamataidon luokasta. Lisäksi kehittämistutkimuksen aikana luotiin menetelmiä ja vaatimuksia pakohuoneille, jotka ohjaavat ja edesauttavat pakohuoneiden jatkokehittämistä opetustarkoituksissa. Suunnitellun pakohuoneen vaikutus minäpystyvyyteen arvioitiin teoreettisella tasolla. Koska pakohuoneet tarjoavat suorittajilleen mahdollisuuden autenttisiin ja itsenäisiin onnistumisten kokemuksiin, pakohuoneilla on mahdollisesti positiivinen vaikutus oppilaiden minäpystyvyyden tunteeseen. Useamman ryhmän samanaikainen suorittaminen antaa myös mahdollisuuden tertiäärisille minäpystyvyyden kerryttämisreiteille.

Tutkimuksessa tutkittiin Suomen kemian opettajien käsityksiä kemian teknologiasta sekä tietokonemittauksen näkyvyyttä opetuksessa. Tavoitteena oli selvittää, tietävätkö kemian opettajat, mitä tarkoitetaan kemian teknologialla ja millaiset opettajat käyttävät tietokonemittausta opetuksessa. Tämän tutkimuksen tutkimuskysymykset ovat seuraavat: 1. Miten Suomen kemian opettajat määrittelevät kemian teknologian? 2. Miten opettajat perustelevat tietokonemittausten käyttämistä? 3. Millaiset kemian opettajat käyttävät tietokonemittausta paljon ja millaiset vähän? Tutkimuksen aineisto hankittiin kyselylomakkeella ja vastausten (n = 193) analysoimisessa yhdistettiin kvalitatiivisia ja kvantitatiivisia menetelmiä. Avoimia vastauksia analysoitiin laadullisesti ohjelman Microsoft Excel avulla. Ensimmäisen tutkimuskysymyksen analysoitaessa vastauksista etsittiin yhteisiä piirteitä ja niistä muodostettiin luokkia temaattisella analyysillä. Toisen tutkimuskysymyksen analysoimisessa vastauksia luokiteltiin TPACK-malliin pohjautuen. Kolmanteen tutkimuskysymyksen kohdalla dataa analysoitiin kvantitatiivisesti ohjelmalla SPSS. Tutkimuksen tuloksista havaittiin, ettei kemian teknologian määrittely ole opettajille yksiselitteistä ja että noin kolmasosa vastaajista ei hyödynnä tietokonemittauksia lainkaan kemian opetuksessa. Syy vähäiseen käyttöön saattaa selittyä sillä, että tietokonemittauslaitteet nähdään vain sähköisinä työkaluina, eikä niissä nähdä selkeää pedagogista tai ainesisällöllistä hyötyä. Tutkimuksessa havaittiin tietokonemittauslaitteiden olevan eniten käytössä lukion opettajilla, korkeammin koulutuetuilla opettajilla sekä aktiivisesti täydennyskoulutukseen osallistuvilla opettajilla. Perusteluina tietokonemittauksen käyttämättä jättämiselle olivat lähinnä laitteiden ja oman osaamisen puute sekä laitteiden kokeminen tarpeettomiksi alemmilla luokilla.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, mitkä relevanssiteorian mukaiset ulottuvuudet korostuvat oppilaiden molekyylimallinnuksen ensikokemuksessa ja millaiset tekijät vaikuttavat relevanssiin. Relevanssilla tarkoitetaan oppilaiden saamia positiivisia kokemuksia, jolloin opetuksesta tulee relevanttia oppilaiden tavoitteiden ja kokemusten näkökulmasta. Relevanssiteorian mukaan relevanssi koostuu eri ulottuvuuksista. Näitä ulottuvuuksia ovat nykyhetki ja tulevaisuus, sisäinen ja ulkoinen sekä henkilökohtainen, yhteiskunnallinen ja ammatillinen taso. Tässä tutkimuksessa kartoitettiin ulottuvuuksien ilmentymistä survey-tutkimuksella kyselylomakkeella. Oppilaiden asenteet kemian opintoja kohtaan ovat usein kielteisiä ja yksi kielteisiin asenteisiin liitetty tekijä on oppilaiden relevanssin puute tiedeaineita kohtaan tulevaisuuden tai yhteiskunnan kannalta. Opetusmenetelmä, jonka relevanssia tutkimuksessa tarkasteltiin, on tietokoneavusteinen molekyylimallinnus, jonka on todettu muun muassa lisäävän kemian opetuksen autenttisuutta ja kiinnostavuutta. Kyselylomaketutkimuksen aineisto käsiteltiin kvantitatiivisen sisällönanalyysin menetelmin vastausten prosenttiosuuksia, ristiintaulukointia ja Fisherin tarkkaa testiä hyödyntäen. Kohderyhmänä olivat helmi-maaliskuussa 2018 Helsingin yliopistolla kemian laitoksella molekyylimallinnusta osana vierailuaan tehneet yläkoulun oppilasryhmät. Tutkimukseen osallistui 130 peruskoulun oppilasta. Osa vastaajista osallistui tutkimukseen osana Kemianluokka Gadolin -vierailua ja osa omassa koulussaan. Kaikki osallistuivat tutkimukseen osana normaalia kouluopetusta. Tutkimus toteutettiin oppilaiden ensimmäisen molekyylimallinnustunnin jälkeen informoidusti. Tutkimuksen tulos oli, että relevanssiteorian ulottuvuuksista yhteiskunnallinen, ulkoinen ja nykyhetki saivat eniten kyllä-vastauksia väittämiin. Molekyylimallinnuksen ensikokemuksen relevanssiin vaikutti kiinnostus kemiaa kohtaan. Ne oppilaat, jotka kokivat kemian mielenkiintoiseksi, kokivat molekyylimallinnuksen relevantimmaksi erityisesti henkilökohtaisella tasolla. Tietokoneista ja tekniikasta kiinnostuksella ei ollut vaikutusta relevanssiin. Enemmistö oppilaista koki kemian mielenkiintoiseksi oppiaineeksi, jonka lisäksi molekyylimallinnus oli enemmistön mielestä helppoa ja kivaa sekä auttoi ymmärtämään kemiaa paremmin.