Browsing by discipline "Kemian opettajan koulutus"

Alkoholien opetus on keskeinen osa peruskoulun kemian opetusta. Useimmille ihmisille sanasta alkoholi tulee mieleen alkoholijuomat, mutta alkoholeja käytetään alkoholijuomien lisäksi myös monissa muissa käyttökohteissa, muun muassa kosmetiikassa ja polttoaineina. Kontekstilähtöisellä opetuksella voidaan tukea oppilaiden kiinnostusta oppiainetta ja opittavaa asiaa kohtaan. Tämän pro gradu -tutkielman tavoitteena on kehittää kehittämistutkimuksen avulla kontekstilähtöinen oppimateriaali alkoholien opetukseen peruskoulussa. Kontekstilähtöisyydellä pyrittiin tekemään oppimateriaalista mielenkiintoa herättävä. Oppimateriaalissa keskityttiin alkoholien käyttökohteisiin. Työtapoina kehitettävässä oppimateriaalissa käytettiin lukemalla oppimista ja kokeellisia työtapoja. Tämä tutkimus on kehittämistutkimus, joka sisälsi kaksi vaihetta, jotka olivat 1) tarveanalyysi ja 2) oppimateriaalin kehittäminen. Tutkimusta ohjasi kaksi tutkimuskysymystä, jotka olivat 1) miten alkoholien käyttökohteita käsitellään peruskoulussa sekä 2) minkälainen oppimateriaali tukee alkoholien kontekstilähtöistä opetusta peruskoulussa. Ensimmäiseen tutkimuskysymykseen pyrittiin vastaamaan tarveanalyysin perusteella analysoimalla neljää peruskoulun kemian oppikirjaa. Toiseen tutkimuskysymykseen liittyen kehitettiin oppimateriaali tarveanalyysin ja teoreettisen viitekehyksen pohjalta. Tarveanalyysin tulosten perusteella voidaan todeta, että kaikissa peruskoulun kemian oppikirjoissa käsitellään useita alkoholien käyttökohteita, mutta useiden käyttökohteiden osalta käyttökohde vain mainitaan eikä kyseessä olevan alkoholin käyttöä kyseisessä käyttökohteessa perustella tai tarkenneta mitenkään. Kehitetyn oppimateriaalin erääksi keskeiseksi tavoitteeksi asetettiin se, että kehitettävässä oppimateriaalissa esiteltäviä alkoholien käyttökohteita käsitellään perusteellisesti. Tutkimuksessa kehitetyssä oppimateriaalissa lähtökohtana ovat alkoholien käyttökohteet. Oppimateriaali sisältää tekstiä, alkoholien käyttökohteisiin liittyviä kokeellisia töitä sekä aiheeseen liittyviä tehtäviä. Lukemalla oppimista on tekstissä tuettu mm. käyttämällä ennakkojäsentäjää ja teksti ymmärtämistä tukevia kysymyksiä.

Intresse är en viktig förutsättning för inlärning och framtida yrkesval. I Finland är högstadieelevernas intresse för kemi skrämmande lågt. Man kan dela in intresse i situationsintresse och djupare personligt intresse. Innan man kan skapa ett personligt intresse måste ett situationsintresse först uppstå. Situationsintresset är också det som läraren kan påverka. Väl utförda demonstrationer kan påverka både elevernas intresse och inlärning positivt. Det samma gäller för undervisningsvideor. I det här arbetet har det producerats en demonstrationsvideo för att höja högstadieelevers intresse för kemi. Elevernas reaktioner på videon samt deras allmänna åsikter om videor i kemiundervisningen har undersökts kvantitativt med hjälp av en enkät. Baserat på elevernas svar kan demonstrationsvideor vara ett beaktansvärt sätt att höja högstadieelevers intresse för kemi. Det skulle dock vara bra om videorna kunde produceras med större budjet än videon i det här projektet.

Eheyttävässä eli integroivassa opetuksessa aiheita käsitellään oppilaan kokemusmaailman näkökulmasta. Se voi olla vertikaalista tai horisontaalista. Sisältöalueet valitaan niin, että ne ovat oppilaan kannalta merkittäviä, ajankohtaisia ja yhteiskunnallisia. Kiertotalous on hyvä aihe eheyttävään opetukseen. Se on aiheena ajankohtainen ja sen avulla voidaan välittää oppilaille tietoa myös nykypäivän kemian tutkimuksesta ja sovelluksista. EU:ssa ja Suomessa on tehty kansallisia päätöksiä, joiden tarkoituksena on edistää kiertotalouden syntymistä ja biotalouden osaamisen kehittymistä. Aiheesta on tarpeellista saada tutkimuspohjaisesti kehitettyä opetusmateriaalia. Kestävä kehitys ja oppiaineiden välisen yhteistyön lisääminen on teemana uudessa valtakunnallisessa perusopetuksen opetussuunnitelmien perusteissa. Lisäksi oppilaiden laaja-alaisen osaamisen kehittymistä tulee tukea jokaisessa oppiaineessa ja kehittää heidän elinikäisen oppimisen edellytyksiä. Yhtenä kemian opetuksen tavoitteena on, että oppilas oppii luomaan merkityksen kemian ilmiöiden ja sovellusten sekä ihmisen ja yhteiskunnan välille. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tukea eheyttävän kontekstuaalisen opetuksen avulla oppilaiden kiinnostusta kemiaa kohtaan. Aikaisempien tutkimusten mukaan oppilaiden kiinnostus oppiainetta kohtaa parantaa heidän opiskelua ja syvällistä oppimista. Luonnontieteiden oppitunnilla käytetty kontekstipohjainen opetustapa myös motivoi oppilaita ja lisää useimmiten oppilaiden positiivista suhtautumista luonnontieteitä kohtaan. Tämä tutkimus on kehittämistutkimus, jonka tavoitteena on tuottaa opetuskokonaisuus yläkoulun kemian oppitunneille. Opetuskokonaisuuden kontekstina on kiertotalous puukemian näkökulmasta. Kehittämistutkimusta ohjaavat tutkimuskysymykset ovat: 1) Mikä on nykytilanne kemian opetuksessa kiertotalouden opetuksessa, erityisesti puukemian näkökulmasta? 2) Miten kiertotalous kontekstina voidaan toteuttaa kouluopetuksessa mielekkäästi? Vastauksia ensimmäiseen kysymykseen on etsitty yläkoulun kemian oppikirjojen tarveanalyysillä. Tarveanalyysi osoitti, että oppikirjoissa puun kemia esitetään kapeasta näkökulmasta ja kirjojen sisällöistä puuttuu kokonaan kiertotalous. Kehittämistuotos on tuotettu kirjallisuudesta ja tarveanalyysista esiin tulleiden puutteiden ja tarpeiden perusteella. Kehittämistuotos on opetuskokonaisuus kiertotaloudesta, jossa hyödynnetään yhteisöllistä ja tutkivaa oppimista sekä kehitetään oppilaan tieto- ja viestintäteknillisiä taitoja. Opetuskokonaisuuden aikana oppilaat tekevät kiertotalouteen liittyvä tutkimuksen, jonka he julkaisevat valitulle internetalustalle. Kokonaisuuteen kuuluu myös ryhmän työn esittäminen, toisten töiden arvioiminen ja oman työskentelyn itsearviointi. Tässä tutkimuksessa tuotettua opetusmateriaalia voidaan käyttää opettajien työkaluna, sillä se vastaa uuden perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden mukaisia sisältöjä ja se paikkaa oppimateriaaleissa ilmenneitä puutteita. Lisäksi oppimateriaalien kirjoittajat voivat hyödyntää tutkimustulosten ja tuotetun materiaalin ideoita uusien oppimateriaalien kirjoittamisessa.

Happamuus on keskeinen ilmiö kemian opetuksessa. Se on tärkeä myös käsiteltäessä arkielämän ja ympäristön ilmiöitä. Happamuuden ymmärtämiseksi tulee ymmärtää useita muita käsitteitä. Kemian opetuksen kokeellsuuden tavoitteena on tukea oppilasta oppimaan kemiaa, kehittämään taitojaan sekä innostumaan kemian opiskelusta opetussuunnitelmien perusteiden mukaisesti. Tutkimuksen aihe on ajankohtainen, sillä jokaisen nuoren tulee ymmärtää kemian peruskäsitteitä ja happamuuden vaikutusta ympäristössä päätöksiensä teon pohjana. Tutkimuksessa käsitellään ympäristön happamuuden opettamista kokeellisen työskentelyn kautta 7.–9.-luokkalaisille. Tutkimuksessa peruskoulun oppilaat (N=103) opiskelevat aihetta Kemianluokka Gadolinin Vihreä tehdas - työn avulla, joka muokattiin sopivaksi aiheen opetukseen. Tutkimuksessa haettiin vastauksia seuraaviin kysymyksiin: Miten happamuus näkyy perusopetuksen 7.–9.-luokkien oppimateriaaleissa? Minkälaiset kokeelliset työt käsittelevät ympäristön happamoitumista? Ymmärtävätkö oppilaat kokeellisuuden kautta happamuuden vaikutusta ympäristöön? Tulokset analysoitiin käyttäen sisällöanalyysimenetelmiä. Tuloksissa vertailtiin opetuspaikkaa (koulu vai Kemianluokka Gadolin) sekä luokkien oikeita ja väärien vastausten määrää. Tutkimuksessa käytettiin esitestattua kyselylomaketta, joka teetettiin ennen ja jälkeen kokeellisen työn. Jokaisen kysymyksen kohdalla laskettiin merkitsevyysarvo. Päätuloksena saatiin, että happamuuden opettamista kokeellisuuden kautta auttoi 3/5 kysymyksen kohdalla merkittävästi oppilaita ymmärtämään kemiaa paremmin. Opetuspaikkassa Kemianluokka Gadolinissa oikeiden vastausten määrää nousi 19%. Seitsemäsluokkalaiset (N=30) paransi tuloksia 14%, kahdeksasluokkalaiset (N=32) 22% ja yhdeksäsluokkalaiset (N=41) 16%.

Peruskoulun oppilaiden käsityksiä palamisesta on tutkittu melko paljon. Kuitenkin palamisen käsittely peruskoulu opetuksessa on varsin suppeaa ja teoreettista. Palamisen edellytykset ovat happi ja palava aine. Jotta palaminen alkaisi tapahtua jatkuvana ketjureaktiona, tarvitaan riittävä määrä lämpöä. Yleensä sitä muodostuu palamisreaktiossa itsessään. Tuli on yksi vanhimmista ihmisen tuntemista kemiallisen reaktion ilmentymistä. Tulen avulla ihminen valloitti luolat niitä hallinneilta pedoilta. Tulen käyttö työvälineenä aloitti sivilisaation. Käytännön työhön liittyvien tietojen ja taitojen opiskelu ei suju yksin kirjoja lukemalla. Täytyy tarttua työhön. Oppimisen perusedellytykset kuitenkin ovat samat. Oppimisen ulottuvuuksia vain tulee lisää: Audio-visuaalinen ja psyko-motorinen ulottuvuus. Tämä tutkimus tehtiin Koulutuskeskus Salpauksen 1.vuoden kiinteistönhoitajaopiskelijoiden työtunneilla. Opiskelijat valmistivat putkiliitoksen kupariputkeen perinteisellä menetelmällä, eli kovajuottamalla. Kuumentamiseen käytettiin kaasuhitsauslaitteistoa. Olennainen osa työn onnistumisessa on paitsi tietenkin osata tehdä työvaiheet turvallisuusohjeita noudattaen, myös osata säätää liekki juuri sopivaksi sekä osata arvioida, miten kuumaksi ja kuinka pitkään kupariosia täytyy lämmittää, jotta juote leviäisi kovajuotoksen railoon ja muodostuisi kestävä liitos. Asetyleeniliekin tarkoituksenmukaiseen palamiseen tarvitaan juuri oikea määrä happea. Kun hapen ja asetyleenin stoikiometrinen suhde on oikea, palaminen tapahtuu tarkoituksenmukaisesti ja mahdollisimman puhtaasti. Peruskoulussa palamisen opettaminen keskittyy lähinnä kaavojen ulkoa oppimiseen. Vähemmän huomiota kiinnitetään muihin palamiseen liittyviin ilmiöihin tai tulen käyttöön työvälineenä. Tässä tutkimuksessa perehdyttiin opiskelijoiden tietämiseen palamisesta ennen tulityötä sekä tulityön jälkeen. Tutkimus keskittyy erityisesti siihen, miten oppiminen tapahtuu prosessin edetessä ja mitkä ovat oppimisen ilmenemismuodot koulutyössä. Tutkimuksen tulos oli, että työn jälkeen melkein kaikki oppilaat tietävät, minkälainen liekki ilmaisee palamisen tapahtuvan mahdollisimman puhtaasti ja tehokkaasti. Vielä testin jälkeenkään oppilaat eivät tienneet esim. kaasuhitsauksen ja valokaarihitsauksen eroavaisuuksista, mutteihän tämän tutkimuksen puitteissa valokaarta käsiteltykään. Tutkimuksen tulokset puoltavat käytetyn kaltaisten 'hands on' ja 'learning by doing' opetusmetodien käyttöä teoriaopetuksen rinnalla tai jopa teoriaopetusta korvaavasti.

Uusi perusopetuksen opetussuunnitelma velvoittaa eheyttävään opetukseen siten, että lukuvuoteen tulee sisällyttää vähintään yksi monialainen oppimiskokonaisuus. Eheyttävällä opetuksella tarkoitetaan asiasisältöjen opettamista mielekkäässä arkielämän kontekstissa. Eheyttämisen tarkoituksena on muodostaa opetettavista asiasisällöistä mielekäs kokonaisuus. Tämä opinnäytetyö on kehittämistutkimus eheyttävää kemian opetusta tukevasta verkkomateriaalista. Kehittämistutkimukseen kuului kaksi sykliä. Ensimmäisessä syklissä perehdyttiin kirjallisuuteen (teoreettinen ongelma-analyysi), tehtiin sisällönanalyysi kahteen yläkoulun oppikirjasarjaan (empiirinen ongelma-analyysi I) ja luotiin sipulin kemiaa käsittelevän verkkomateriaalin ensimmäinen versio (kehitystuotos I). Toisessa syklissä tehtiin kyselytutkimus kemian opettajille ja opettajiksi opiskeleville (empiirinen ongelma-analyysi II), verkkosivustoa kehitettiin kyselyn tulosten perusteella (kehitystuotos II) sekä raportoitiin tulokset. Tutkimuskysymykset olivat 'Millaiselle sipulin kemiaa käsittelevälle materiaalille on tarvetta eheyttävän kemian opetuksen näkökulmasta?', 'Millainen on eheyttävää kemian opetusta tukeva sipuli-aiheinen verkkomateriaali?' ja 'Miten sipuliaiheinen verkkomateriaali soveltuu eheyttävään kemian opetukseen?' Sivuston arvioitiin tukevan hyvin sekä eheyttävää että varsinaista kemian opetusta. Sivusto on saatavilla osoitteessa http://sipulinkemiaa.wordpress.com/.

Huoli vähentyneestä kiinnostuksesta kemian opiskelua kohtaan on ollut kansainvälisesti esillä viime vuosina etenkin kestävyysvajeeseen liittyvien globaalien ongelmien kontekstissa. Tästä syystä yksi opetussuunnitelmien uudistajien tärkeimmistä tavoitteista kansainvälisesti onkin tehdä luonnontieteistä kiinnostavampia ja relevantimpia oppilaille. Kiinnostuksen tukeminen on listattu kemian opetuksen tavoitteeksi myös kansallisella tasolla peruskoulun sekä lukion opetussuunnitelmien perusteissa. Viime vuosina opetuksen tutkimuksessa on korostunut myös ajatus siitä, että tiedeopetuksessa tulisi korostaa etenkin niitä taitoja, joita nykymaailmassa tarvitaan (engl. 21st century skills). Tämä tarkoittaa muun muassa ajattelutaitojen ja luovuuden korostamista tiedeopetuksessa. Jotta jatkossakin voitaisiin turvautua luovien kemianosaajien ammattitaitoon kestävyysongelmien ratkaisemiseksi, on tärkeää pyrkiä ymmärtämään, millä tavoin lasten ja nuorten kiinnostusta ja luovuutta voidaan tukea, sekä kehittää konkreettisia oppimiskokonaisuuksia tukemaan kiinnostuksen ja luovuuden kehitystä. Myös non-formaalien oppimisympäristöjen tärkeä rooli tiedeopetuksessa on ollut esillä viime vuosina, ja tiedeopetusta on ehdotettu järjestettävän koulujen ohella myös muualla. Kiinnostuksen ja motivaation tukeminen sekä merkityksellinen oppiminen ovat non-formaalin opetuksen tärkeitä tavoitteita. Kiinnostusta kemiaa kohtaan pyritään tässä pro gradu -tutkielmassa tukemaan eheyttävästi taiteen avulla tiedekerho-oppimisympäristössä. Kemian ja taiteen yhdistämistä ei ole ennen tutkittu non-formaalissa kontekstissa, mutta se on tutkitusti perusteltua kiinnostuksen tukemisen, ajattelutaitojen kehittymisen sekä merkityksellisen oppimisen näkökulmasta. Non-formaalia opetusta on tärkeää kehittää formaalin opetuksen rinnalla, jotta oppilaille voidaan tarjota mahdollisuuksia kiinnostua kemiasta myös koulun ulkopuolella. Tämä pro gradu -työ on toteutettu kehittämistutkimuksena, jossa on kehitetty aiemmasta tutkimuskirjallisuudesta nousseiden asioiden pohjalta kiinnostusta tukeva tiedettä ja taidetta eheyttävä tiedekerhokokonaisuus sekä tutkittu millaiset asiat ja työtavat tiedekerhossa herättivät kiinnostusta tukevia kokemuksia kerholaisissa. Tutkimuksessa vastattiin seuraaviin tutkimuskysymyksiin: 1) Millaisia asioita on otettava huomioon, kun suunnitellaan kemiaa ja taidetta eheyttävää, kiinnostusta tukevaa tiedekerhoa? 2) Millainen on kiinnostusta tukeva kemiaa ja taidetta eheyttävä tiedekerho? sekä 3) Millaiset asiat ja työtavat kemiaa ja taidetta eheyttävässä tiedekerhossa herättivät kiinnostusta tukevia kokemuksia kerholaisissa? Ensimmäiseen tutkimuskysymykseen vastattiin teoreettisen ongelma-analyysin sekä empiirisen ongelma-analyysin pohjalta. Tarveanalyysiin kerättiin aineistoa kerholaisten vanhemmilta sähköpostikyselyn avulla. Todettiin, että tiedekerhon suunnittelussa on tärkeää ottaa huomioon minäpystyvyyden tukeminen, toiminnallisten työtapojen kuten projektioppimisen käyttö sekä tutkimuksellisuuden hyödyntäminen, relevanssi, kemian ja kuvataiteen eheyttäminen, sekä sosiaaliset aspektit. Näiden pohjalta suunniteltiin toiseen tutkimuskysymykseen vastaten kuuden kerhokerran mittainen kemiaa ja kuvataidetta eheyttävä tiedekerho, johon sisällytettiin projektioppimista sekä tutkimuksellisia töitä. Kolmanteen tutkimuskysymykseen liittyvä aineisto kerättiin semistrukturoitujen ryhmähaastattelujen avulla. Kohderyhmänä olivat haastattelukerralla paikalla olevat 3.-6.-luokkalaiset kerholaiset (N = 12). Litteroidulle haastatteluaineistolle tehtiin aineistolähtöinen sisällönanalyysi pelkistämällä aineisto ja ryhmittelemällä analyysiyksiköt alaluokkiin. Tutkimuksessa todettiin, että kerholaiset kokivat kiinnostavaksi etenkin kemian ja taiteen yhdistämisen, siihen liittyvän taiteellisen vapauden, tutkimukselliset työtavat, joissa korostui oppijan autonomia, onnistumisen kokemukset, joita he saivat kemian ja kuvataiteen parissa, ympäristönäkökulmat, linkit arkielämään, sekä esteettiset näkökulmat. Myös kemiallisten reaktioiden yllättävyys ja tarinat koettiin kiinnostaviksi. Lopputuloksena todettiin teoreettisen ongelma-analyysin pohjalta, että asiat ja työtavat, jotka kerholaisissa herättivät kiinnostusta tukevia kokemuksia, ovat linjassa aiemman tutkimuskirjallisuuden kanssa. Tämän tutkielman tuloksia voidaan tulevaisuudessa käyttää pohjana tutkimukselle, jolla pyritään paremmin ymmärtämään tieteen ja taiteen eheyttämiseen liittyviä asioita kiinnostuksen näkökulmasta. Jatkossa olisi syytä tutkia tarkemmin sitä, millaiset tavat eheyttää kemiaa ja taidetta ovat mielekkäimpiä kiinnostuksen tukemisen näkökulmasta. Tämä pro gradu -tutkielma on keskittynyt lähinnä kemian ja kuvataiteen eheyttämiseen, mutta kuvataiteen lisäksi kemian opetuksessa olisi syytä tutkia myös muiden taidemuotojen eheyttämisen hyötyjä monipuolistamaan opetusta, tukemaan kiinnostusta, sekä tarjoamaan onnistumisen kokemuksia nuorille myös non-formaalissa kontekstissa.

Lukion opetussuunnitelma uudistettiin vuonna 2015, mikä johti tarpeeseen kehittää opetussuunnitelman toteutuksen tueksi uusia opetusmateriaaleja. Tässä kehittämistutkimuksessa kartoitetaan opettajien mielipiteitä ja tarpeita ja luodaan niiden pohjalta materiaalia tutkimuksellisen kokeellisuuden tekemiseen lukion kemian kursseilla. Kokeellisuus voidaan jakaa neljään tasoon sen mukaan, miten paljon vastuuta oppijalle annetaan tutkimuskysymyksen, työn toteutuksen ja tulosten tulkinnan osalta. Tasolla 0 opettaja määrittää nämä kaikki kolme, mukaanlukien kokeellisen työn oikean lopputuloksen. Tasolla 1 opettaja määrittää tutkimuskysymyksen ja työn toteutuksen, mutta jättää tulosten tulkinnan oppijalle. Tasolla 2 opettaja määrittää tutkimuskysymyksen, mutta työn toteutus ja tulosten tulkinta jää oppijalle. Tasolla 3 kaikkien osaalueiden vastuu on siirretty oppijalle. Tasot 1-3 lasketaan tutkimukselliseksi kokeellisuudeksi, sillä niissä annetaan oppijalle aktiivinen rooli tutkimuksen teossa. Tässä tutkielmassa käytettiin menetelmänä kehittämistutkimusta, jonka ongelma-analyysinä toteutettiin kysely lukion kemian opettajille. Yhteensä 63 opettajaa vastasi kyselyyn ja tulosten perusteella arvioitiin opettajien käsityksiä tutkimuksellisuudesta sekä toiveita uusien tutkimuksellisten töiden osalta. Kyselyyn pystyi vastaamaan suomeksi tai ruotsiksi. Opettajien toivomista aiheista tiivistettiin aineistolähtöisen analyysin keinoin lista toivotuimmista aiheista uusille tutkimuksellisille töille sekä selostukset tutkimuksellisuuden hyödyistä ja haasteista. Näihin tuloksiin pohjautuen valittiin kaksi aihetta, joihin kehitettiin tutkimukselliset kokeelliset työohjeet. Työohjeita testattiin Kemianluokka Gadolinissa vierailevien lukioryhmien kanssa ja paranneltiin opiskelijoiden palautteen sekä ohjaajan havaintojen pohjalta. Opettajien kaksi eniten toivomaa töiden aihetta olivat orgaaniset reaktiot sekä aineen ominaisuudet. Ensimmäiseen aiheeseen kehitettiin tutkimuksellinen työ etanolin hapettumisesta. Työssä hapetetaan etanolia hehkuvalla kuparilangalla ja verrataan saatua reaktiotuotetta opiskelijoiden valitsemiin vertailunäytteisiin. Lopullinen työohje on tasolla 1, sillä siinä annetaan aika tarkat ohjeet hapetusreaktioon sekä aineiden tutkimiseen Tollensin reagenssin avulla. Toiseksi työksi valikoitui kasvien väriaineiden uutto, jonka toteutus onnistuu täysin myrkyttömillä aineilla. Työn ohjeistus säädettiin tasolle 2, jolloin opettaja antoi tutkimuskysymyksen ja valikoiman välineitä ja reagensseja. Opiskelijat pääsivät soveltamaan osaamistaan erotusmenetelmistä ja tutkimaan poolisuuden merkitystä käytännössä. Kyselyn tuloksista ilmeni, että opettajat käyttivät kokeellisuutta pääosin tasoilla 0 ja 1. Opettajat tunnistivat tutkimuksellisen lähestymistavan hyödyt muun muassa opiskelijoiden motivointina, teorian havainnollistamisen keinona ja vaihteluna opetukseen. Suurimpia tutkimuksellisuuden haasteita olivat rajalliset resurssit, opiskelijoiden ominaisuudet sekä kokeellisen työn ominaisuudet. Näihin kuuluivat muissakin tutkimuksissa esiin nousseiden suurten ryhmäkokojen ja ajanpuutteen lisäksi huoli opiskelijoiden kykyjen ja motivaation riittävyydestä. Opiskelijoiden ominaisuuksiin vetoaminen tutkimuksellisen työskentelyn haasteena on uusi ilmiö, jota varmasti kannattaisi tutkia enemmän. Kehittämistutkimukselle tyypilliseen tapaan aineistoa kertyi paljon ja siitä jouduttiin rajaamaan osia pois järkevän kokonaisuuden luomiseksi. Jotta kehittämissykli kulkisi lähtötilanteeseen saakka, olisi tutkimusta pitänyt jatkaa vielä selvittämällä opettajien mielipiteet luoduista työohjeista. Tutkimus jää kuitenkin opiskelijoiden palautteen tasolle. Jatkotutkimuksen kannalta mielenkiintoisia esiin nousseita aiheita olivat esimerkiksi voidaanko opettajien käsitystä opiskelijoiden kyvystä tehdä tutkimuksellisia töitä muuttaa koulutuksen avulla tai miten paljon suomenkielisten ja ruotsinkielisten opettajien näkemykset ja käytännöt eroavat toisistaan tutkimuksellisuuden osalta.

Mausteet ovat ihmiselle tärkeitä elintarvikkeita, koska ne sisältävät erilaisia kemiallisesti vaikuttavia ainesosia. Mausteiden kemiaa opettamalla voidaan yhdistää oppijan arkielämä ja kemia toisiinsa kontekstuaalisen oppimisen avulla. Oppijan kemiakuvan ja kiinnostuksen tukeminen ovat keskeisessä asemassa valtakunnallisessa Peruskoulun opetussuunnitelmien perusteissa (2004). Aikaisemman tutkimustiedon perusteella oppijat pitävät luonnontieteitä tärkeinä, mutta eivät ole kiinnostuneita kyseisistä oppiaineista. Kiinnostuksen puute on maailmanlaajuinen ongelma erityisesti jatko-opintoihin hakeutumisen osalta. Tässä kehittämistutkimuksessa laadittiin kontekstiin, konstruktivistiseen oppimiseen ja linjakkaaseen opetukseen perustuva verkko-oppimateriaali peruskoulun 7.-9.luokille. Tutkimus sisälsi seuraavat vaiheet: a)teoreettinen ongelma-analyysi, b)tarveanalyysi, c) oppimateriaalin laatiminen, d)oppimateriaalin arviointi ja e) oppimateriaalin kehittäminen arvioinnista saadun palautteen perusteella. Tutkimusta ohjasi kaksi pääkysymystä: 1) Miten mausteiden kemiaa opetetaan peruskoulussa? ja 2) Minkälainen on hyvä verkko-oppimateriaali? Ensimmäiseen tutkimuskysymykseen etsittiin vastausta suorittamalla peruskoulun kemianoppikirjoille tekstien osalta sisällönanalyysi. Oppimateriaali laadittiin peruskoulun oppilaiden käyttöön sisällönanalyysin tulosten sekä teoreettisen ongelma-analyysin ja linjakkaan opetuksen perusteella. Oppimateriaali sisältää mausteiden kemian teoriaa,erilaisia tehtäviä (esimerkiksi kokeellisuutta ja pohdintatehtäviä) sekä kuvia ja videoita. Toiseen tutkimuskysymykseen etsittiin vastausta arvioimalla oppimateriaali opettajille ja opettajaopiskelijoille lähetetyn kyselylomakkeen avulla. Verkko-oppimateriaalin arvioi yhteensä 32 opettajaa ja opettajaopiskelijaa. Linkit verkkomateriaaliin ja kyselylomakkeeseen lähetettiin sähköpostilla kemian opettajille tarkoitetun tiedotuskanavan kautta. Vastaajat arvioivat verkkomateriaalin ulkoasun hyväksi ja hankalaksi koettua navigointia on kehitettävä jatkossa.

Uudet opetussuunnitelman perusteet asettavat tavoitteeksi itseohjautuvan, tekemiensä havaintojen pohjalta kriittiseen ajatteluun kykenevän oppilaan. Jotta tähän päästäisiin, on opetuksessa pyrittävä siirtymään entistä enemmän oppilaskeskeiseen opetukseen. Erilaiset oppimisympäristöt, vaihtelevat työtavat ja digitaalisten välineiden käyttö opetuksessa ovat myös oleellisia. Tämän Pro gradu-työ pohjautuu näihin tarpeisiin. Tämä tutkimus on kehittämistutkimus, jossa kehitettiin mustikan ja puolukan kemiaa kontekstina käyttävä ja kokeellisiin kotitehtäviin nojaava verkkomateriaali. Mustikka ja puolukka ovat miltei jokaiselle suomalaiselle tuttuja, mutta niiden kemiaa käsitellään kouluissa suppeasti. Nämä marjat sisältävät runsaasti ravintoaineita sekä kemiallisia yhdisteitä, joiden terveysvaikutuksia on tutkittu runsaasti. Mustikka ja puolukka ovat raaka-aineina jokaisen saatavilla ja niiden käyttöä kokeellisissa kotitehtävissä tukee myös niiden vaarattomuus. Tämä kehittämistutkimus toteutettiin yhdessä kehittämissyklissä. Se sisältää teoreettisen ja empiirisen ongelma-analyysin, joiden pohjalta on kehitetty kehittämistuotos. Empiirinen ongelma-analyysi suoritettiin oppikirja-analyysillä ja opettajille suunnatulla lomaketutkimuksella. Toinen sykli kehittämistutkimuksessa olisi vaatinut kehittämistuotoksen testauksen oppilasryhmällä. Kehittämistuotos löytyy osoitteesta: https://marjojenkemia.wordpress.com/mustikan-ja-puolukan-kemiaa/