Browsing by study line "Kemian opettaja"

Tämän maisteritutkielman aiheena on eriyttäminen perusopetuksen kemian kokeellisessa työskentelyssä. Eriyttäminen on tällä hetkellä pinnalla oleva asia ja nykyinen perusopetuksen opetussuunnitelmakin ohjaa yhä enemmän antamaan jokaiselle oppilaalle hänen taidoilleen sopivaa opetusta. Kemiassa kokeellinen työskentely on yksi keskeisimmistä asioista, joten tässä kehittämistutkimuksessa onkin pyritty löytämään keinoja millä voisi kokeellista työskentelyä eriyttää. Eriyttäminen tarkoittaa kaikkia tukitoimia, erilaisia opetusmenetelmiä ja oppimisympäristöjä, jotka pyrkivät mahdollistamaan kaikkien oppilaiden opiskelemisen samassa luokassa.  Eriyttäminen kattaa oppimisvaikeudet, esteettömyysvaatimukset ja miten oppilaat eroavat toisistaan lähtötietojen, asenteiden ja persoonan perusteella. Tässä tutkimuksessa eriyttäminen tarkoittaa heterogeenisen perusopetusryhmän eriyttämistä, poissulkien erilaisten tukien piiriin kuuluvat oppilaat. Kemian kokeellista työskentelyä voidaan eriyttää erilaisten työohjeiden avulla. Mitä enemmän työohje ohjaa työskentelyä, sitä helpommasta työohjeesta on kyse. Toisaalta työohjeessa olisi hyvä antaa myös tilaa oppilaan omalle ajattelulle, tai vähintään työohjeessa pitäisi olla pohdintaan ohjaavia kysymyksiä. Näin vältyttäisiin siltä, että oppilas suorita kokeellista työtä vain mekaanisesti ajattelematta miksi näin tehdään tai miten tämä liittyy mihinkään. Tässä kehittämistutkimuksessa kehitettiin kokeellisen työn työohje, joka tukee eriyttämistä. Kokeellisen työn tavoitteena oli luoda punakaali-indikaattorin väriskaala ja työtä testattiin avoimen työohjeen avulla, joka tukee hyvien oppilaiden oppimista. Kokeellinen työ testattiin yhdeksäsluokkalaisten valinnaisen science ryhmällä, joten oletus oli, että oppilaat ovat harjautuneita kemiassa. Ohjeistus osoittautuikin testiryhmälle liian vaikeaksi, joten työohjetta kehitettiin alaspäin. Tämän tutkimuksen liitteenä on alkuperäinen työohje opettajanohjeineen, kehitetty versio avoimesta työohjeesta eli kyselypohjainen työohje, kaksi erityyppistä kuvallista työohjetta ja perinteinen ”resepti”-muotoinen työohje. Avoin työohje osoittautui vaikeaksi. Oppilaat eivät itsenäisesti ymmärtäneet miten kokeellinen työ suoritetaan avoimen työohjeen avulla, mutta suurin osa pääsi jyvälle, mitä tehdä, kun heidän kanssaan yhdessä asiaa pohti. Haasteena tuntui olevan, ettei oppilaat osanneet suunnitella itse, miten saisi luotua punakaalilla eri värejä ja jos värit onnistuivat, ei oppilas välttämättä osannut luoda koko väriskaalaa vaan saivat kokeilemalla värejä aikaan. Työohjeen avulla itsenäinen työskentelyn onnistuminen riippuu vahvasti siitä, millaisen työohjeen oppilas saa eteensä. Selkeästi avoin työohje on vaikea ja sen kanssa työskentely vaatisi harjoittelua, jota tutkimukseen osallistuneilla oppilailla ei välttämättä ole, sillä koronapandemia on haitannut kemian opetusta. Tämän tutkimuksen nojalla parhaaksi tavaksi eriyttää kokeellista työskentelyä nousee erilaiset työohjeet. Jos halutaan valita jokin yksi tietty työohjetyyppi, valikoituu parhaaksi kyselypohjainen työohje, jossa oppilas suunnittelee työn teon itse ohjaavien kysymysten avulla.

Kemian opiskelijoiden kiinnostus on ollut selvästi laskeva, ja sen myötä on herännyt huoli kemian osaajien vähe-nemisestä. Yhdeksi syyksi kiinnostuksen vähenemiselle on esitetty relevanssin puutteellisuutta, eli opiskelijat eivät koe kemian taitoja ja tietoja tärkeänä eivätkä motivoidu opiskelemaan kemiaa tai tavoittelemaan kemian uraa. Relevanssin puutokseen ratkaisuksi on esitetty positiivisten oppimiskokemusten lisäämistä, tutkimuksellisuutta, oppilaslähtöisyyttä ja oppiainerajoja ylittävää opetusta. Relevanssia voidaan parantaa ongelmalähtöisellä ope-tuksella, joka simuloi aitoja työssä tai kemian tutkimuksessa vastaan tulevia tilanteita ja ongelmia. Tällöin opis-kelijan on mahdollista nähdä kemian tietojen ja taitojen arvokkuus ja niiden tarpeellisuus opiskelijan omassa arjessa tai tulevassa ammatissa. Samalla ongelmalähtöinen opetus antaa mahdollisuuden modernien taitojen (engl. 21st century skills) oppimiselle, joiden avulla edistetään opiskelijan pärjäämistä nyky-yhteiskunnassa. Tämän maisterintutkielman aikana kehitettiin virtuaalinen oppimateriaali relevanttiin ja tutkimukselliseen ope-tukseen, jossa yhdistetään kemiaa ja kuvataiteita ongelmalähtöisesti nk. STEAM-opetuksen (science, technology, engineering, the arts, and mathematics) kautta. Tavoitteiden saavuttamiseksi valittiin seuraavat tutkimuskysy-mykset: 1) Mitä mahdollisuuksia ja haasteita on virtuaalisella, 5E-mallin mukaisella STEAM-opetuksella? 2) Millainen verkko-oppimateriaali tukee tutkimuksellista STEAM-opetusta? 3) Miten kehitetty verkko-oppimateriaali soveltuu relevanttiin STEAM-opetukseen? Ensimmäiseen tutkimuskysymykseen vastattiin puh-taasti teoreettisen ongelma-analyysin aikana, jolloin teoreettisen viitekehyksen muodostivat STEAM-opetus, relevanssi, 5E-malli ja verkko-oppiminen. Viitekehyksen avulla muodostettiin tavoitteet tulevalle oppimateriaalil-le, joita arvioitiin myöhemmin vielä tapaustutkimuksen avulla, mikä vastasi toiseen tutkimuskysymykseen. Vii-meiseen tutkimuskysymykseen vastattiin tapaustutkimuksen pohjalta, jonka jälkeen kehittämistuotoksesta teh-tiin vielä yksi uudempi versio. Teoreettisesti viitekehyksestä saatiin selville suurimpien haasteiden liittyvän mielekkääseen ja tarkoituksenmukai-seen aineiden yhdistämiseen, jolloin molempia aineita käsitellään perustellusti yhtä paljon. Lisäksi virtuaalisuus, valitut teoriat ja käytetyt opetusmallit vaativat opettajalta vahvaa osaamista tai materiaalilta helppokäyttöisyyt-tä. Tässä tutkimuksessa materiaali pyrittiin saamaan mahdollisimman käytettäväksi ja opettamista ja oppimista tukevaksi. Maisterintutkielman aikainen tapaustutkimus suoritettiin kyselytutkimuksen avulla. Aineisto kerättiin kansainvä-lisesti ja vastaajia saatiin seitsemän. Aineisto analysoitiin monimenetelmäisesti kvantifioiden ja laadullisella sisäl-lönanalyysillä. Tapaustutkimuksen aikana todettiin muodostettujen tavoitteiden olleen kehittämistyöhön sovel-tuvat, mutta osittain puutteellisesti toteutuneet. Lisäksi henkilökohtainen relevanssi jäi muita relevanssin tasoja hieman heikommaksi, vaikka materiaalin todettiinkin olevan vastaajien mielestä relevanttia. Aineiston mukaan materiaali oli onnistunut muutamasta puutteellisuudesta huolimatta, ja puutteet korjattiin viimeiseen kehittämis-tuotokseen. Tämän tutkimuksen tietoja voidaan käyttää muissa STEAM-opetuksen tutkimuksissa, joissa pyritään yhdistä-mään kuvataiteita relevantisti ja tutkimuksellisesti kemiaan tai muihin luonnontieteisiin. Erityisesti tutkimusta STEAM-opetuksen ja muiden teorioiden ja mallien oppimistuloksista olisi hyvä saada, sillä nykyiseltään STEAM-opetuksen tutkimukset keskittyvät lähtökohtaisesti pelkästään STEAMin mahdollisuuksiin, mikä luo tarvetta myös kriittisemmälle tarkastelulle, jotta aiheen tutkimus pysyy luotettavana.

Verkko-opetuksen määrä kasvaa jatkuvasti ja opettajille suunnatuista MOOCeista tarvitaan lisää tietoa. Molekyylimallinnus kemian opetuksessa -MOOC on yhden opintopisteen kurssi molekyylimallinnuksesta MarvinSketch-ohjelmalla. MarvinSketch on molekyylimallinnusohjelma, joka on käytössä kemian sähköisissä ylioppilaskirjoituksissa. On havaittu, että kemian opettajat tarvitsevat tukea MarvinSketchin integroimiseen opetukseen. TPACK-malli on teoreettinen malli, joka kuvastaa kolmen tiedon tason (teknologinen, pedagoginen ja sisällöllinen) hallitsemista ja yhdistämistä teknologian käyttämiseksi opetuksessa. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää Molekyylimallinnus kemian opetuksessa -MOOCia tukemaan MarvinSketchin integroimista opetukseen TPACK-mallia hyödyntäen. Kehittämistutkimuksessa selvitettiin kurssin kehittämistarpeet teoreettisen ja empiirisen ongelma-analyysien pohjalta. Teoreettisessa ongelma-analyysissä selvitettiin, millaisia opettajille suunnattujen MOOCien pitäisi olla ja, miten TPACK-mallia voidaan hyödyntää kurssin suunnittelussa. Empiirisessä ongelma-analyysissä tutkittiin kurssin nykytilaa kurssitehtäviä, oppimispäiväkirjan vastauksia ja kurssipalautetta analysoimalla. Ongelma-analyysien pohjalta kurssi muutettiin TPACK-pohjaiseksi siten, että se sisältää ensimmäiseksi TPACKin esittelyn, toiseksi TK:n, TCK:n ja TPK:n kehittämisen ja lopuksi TPACK:in kehittämisen. Lisäksi kurssille lisättiin vuorovaikutusta ja lopputehtävä muutettiin vastaamaan opettajan ammatissa esiintyvää aitoa tilannetta. Kehittämistuotosta arvioitiin haastattelemalla kahta alkuperäisen kurssin suorittajaa ja aineisto analysoitiin teorialähtöisenä sisällönanalyysina, minkä pohjalta saatiin tietoa haastateltavien käsityksistä kurssiuudistuksista. Alkuperäisen kurssin suorittajat kokivat uudistetun kurssin hyödylliseksi ja motivoivaksi. TPACK-pohjainen kurssirakenne auttaa hahmottamaan, mitä kurssilla tehdään ja miksi, mikä lisää motivaatiota kurssitehtävien suorittamiseen. Infografiikan uudistettu tehtävänanto koettiin hyödyllisemmäksi tulevaa opettajan uraa ajatellen kuin alkuperäinen tehtävänanto, koska tehtävän tekeminen kasvattaa omaa materiaalipankkia. Kommentointitehtävä vuorovaikutuksen lisäämiseksi koettiin tavallaan hyväksi, koska MOOCeilla on yleensä vähän vuorovaikutusta, mutta kommentointitehtävä koettiin kuitenkin jonkin verran raskaaksi. Kommentointitehtävä vaatii jatkotutkimusta uuden kurssin suorittajilta, jotta saadaan tietoa käytännön kokemuksista. Uudistetun kurssin pohjalta voi lähteä jatkotutkimaan opettajien ja opettajaopiskelijoiden TPACK-kehitystä kurssin aikana. Kyselytutkimuksen voisi toteuttaa lisäämällä kurssin alkuun ja loppuun kyselyn kurssin suorittajan TPACK-mallin mukaisten ulottuvuuksien osaamisesta.

Tutkielman tavoitteena oli selvittää keminformatiikan mahdollisuuksia kemian opetukseen. Aiempaa suomenkielistä tutkimusta aiheesta ei ole julkaistu. Tutkielma toimii alustavana katsauksena keminformatiikan opetuksen mahdollisuuksiin haastattelemalla asiantuntijoita, joiden osaamisen ja työskentelytavoista pyrittiin laadullisella sisällönanalyysilla ymmärtämään, mitä keminformatiikalla voidaan kemiallisissa tieteissä saavuttaa. Keminformatiikan luonne monitieteellisenä alana vaatii kehittyneitä kemian taitoja, joten opetuksen ja oppimisen mahdollisuuksien selvittäminen rajattiin yliopistokoulutukseen. Tutkielmassa haastateltiin avoimella haastattelulla keminformatiikan asiantuntijoita (N=3). Seuraavat tutkimuskysymykset ohjasivat tutkielmaa: 1. Miten kemian asiantuntijat hyödyntävät keminformatiikkaa tutkimuksessa? 2. Millaisia taitoja asiantuntijat kokevat tarvitsevansa keminformatiikan hyödyntämisessä? 3. Miten keminformatiikka voi edistää kemian opetusta ja oppimista TPASK-mallilla analysoituna? Tutkimuksella vastataan yliopisto-opetuksen kontekstissa tutkimuskysymyksiin avoimella haastattelulla, jota perustellaan sillä, ettei aihetta tarvitse rajata, sillä sitä ei ole aiemmin tutkittu kemian opetuksen tutkimuksessa. Tutkijoita haastateltiin etäyhteydellä, haastattelut nauhoitettiin, käännettiin tarvittaessa suomeksi ja litteroitiin. Haastateltavat pseudonymisoitiin EU:n tietoturvalain ja tietosuoja-asetuksen mukaisesti. Tutkimuskysymyksiin vastattiin laadullisella TPASK-mallin teoriaohjaavalla sisällönanalyysilla aineistosta. Aineistoa luokiteltiin ensin induktiivisesti, ja pelkistyttyään deduktiivisesti yläluokiteltiin sopivilla TPASK-mallin luokilla, SK, TK ja TSK, sillä aineisto ei kuvannut pedagogisia tilanteita tai käytäntöjä. Tuloksissa havaittiin, että keminformatiikkaa hyödynnettiin erilaisiin tutkimusongelmiin, jotka ovat luonteeltaan monitieteellisiä. Erityisesti datatieteelliset menetelmät, kemiallisen tiedon käsittely standardoidusti, mallintamisen objektiivisuus sekä tavoite täydentää tai korvata kokeellista kemiaa olivat keskeisiä keminformatiikan tavoitteita. Keminformatiikan menetelmien kehitykseen vaikutti eriytyisesti empiirisen datan niukkuus, säätely menetelmien kuvailusta ja toisaalta automatisoitujen laboratorioiden tuottamat suuret datamäärät. Keminformatiikkaa hyödynnettiin kohtaamaan tiedon tarpeita etsimällä uusia ratkaisuja paremmilla malleilla ja datan simuloinnilla, jonka tarkoitus on säästää resursseja ja korvata osa kemian kokeellisuudesta. Keminformatiikan mahdollisuudet oppimiseen ja opetukseen ovat riippuvaisia taidoista, erityisesti ohjelmointitaidosta. Erityisesti Python-koodin merkitys korostui, mutta samalla erilaisten algoritmien ja koneoppimisen mallien soveltaminen. Toisaalta osa haastateltavista näki, että kemistit hyötyvät enemmän keminformatiikasta, kun taas toiset ajattelivat, että menetelmällisyys lähestyy datatieteellistä asiantuntijuutta. Keminformatiikan tutkimusongelmat ja taitovaatimukset osoittautuivat moninaisiksi, mikä vaikeutti selkeiden osaamistavoitteiden laadintaa tutkimuksessa. TPASK-mallilla tuloksista analysoitiin, että keminformatiikan hyödyntäminen voi kehittää metakognitiivisia taitoja ja mahdollisesti tuottaa uusia ideoita. Tätä luonnehdittiin luovuuden käsitteellä, ja todettiin tieteellisten ongelmien ratkaisussa teknologis-tieteellisen tiedon, TSK:n, jossa keminformatiikka teknologiana voi muuttaa aiempia käsityksiä kemiasta ja täten edistää oppimista ja taitoja. Kemian opetuksen ja oppimisen suhteen, uuden teknologian hyödyntäminen voi edistää aiempien tietorakenteiden arviointia metakognitiivisesti, ja ohjelmointitaidot ovat niin jatkuvan oppimisen kuin k0rkeakoulutuksen kannalta merkittäviä osaamistavoitteita. Keminformatiikan myötä opetus voi hyötyä uusimmista kemiallisen datatieteellisistä menetelmistä, mutta kynnys niiden hyödyntämiseen vaatii lisätutkimuksia. TPASK-malli toimi onnistuneesti kuvaamaan, kuinka keminformatiikan hyödyntäminen voi muuttaa käyttäjien tapaa ymmärtää kemiaa, jonka vaikutukset ovat niin tutkimuksessa ja koulutuspoliittisesti ulkomailla tunnustettu.

Nykyinen koulutusjärjestelmä on kasvattanut ylioppilaskirjoitusten arvosanan arvoa jatkokoulutuspaikan saamisessa. Tämä vaikuttaa opiskelijoiden päätöksiin opiskella lukiossa kemiaa. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, koetaanko kemian oppitunneilla suuressa roolissa oleva kokeellinen työskentely paremman arvosanan mahdollistajana vai koetaanko se mielekkääksi, koska halutaan oppia luonnontieteitä. Tutkimuksen hypoteesi on, että kokeellisen työskentelyn relevanttius vähenee, kun ylioppilastutkinnon arvosanan merkitys opiskelijalle kasvaa. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, millä Stuckeyn ym. luonnontieteiden koulutukseen kehittämän relevanssimallin tasolla opiskelijat kokevat kemiaa opiskelevansa kokeellisen työskentelyn näkökulmasta tarkasteltuna. Tutkimuksessa selvitetään lisäksi lukion kemian opettajien näkemyksiä kokeellisen työskentelyn relevanttiudesta opiskelijoille, ja selvitetään, kohtaavatko opiskelijoiden ja opettajien näkemykset. Tutkimus on tapaustutkimus, joka toteutettiin kyselytutkimuksena opiskelijoille ja opettajille tehdyllä Forms-kyselylomakeella. Opiskelijoiden kyselytutkimukseen osallistui kolme lukiota Uudeltamaalta ja siihen vastattiin lähi- ja etäopetus oppituntien yhteydessä. Opettajien kyselytutkimukseen osallistui lukion kemian opettajia mahdollisesti ympäri Suomea, koska Forms-kyselylomake jaettiin Facebookissa Kemian opettajat-vertaisryhmässä. Kyselylomakkeet sisälsivät suljettuja ja avoimia osioita ja ne analysoitiin määrällisen ja laadullisen analyysin keinoin. Sekä määrällinen että laadullinen aineisto tuottivat keskenään yhtenevät tulokset kummassakin kohderyhmässä. Opiskelijat ja opettajat kokivat relevanssimallin henkilökohtaisen tason opiskelijoille vahvimmaksi. Opiskelijat kokivat seuraavaksi tärkeimmäksi relevanssimallin yhteiskunnallisen tason ja viimeiseksi ammatillisen tason. Näiden kahden tason järjestys oli opettajien mielestä päinvastainen. Kokeellisen työskentelyn relevanttiudessa havaittiin tilastollisesti merkitsevää eroa opintojen eri vaiheissa ainoastaan relevanssimallin henkilökohtaisella tasolla kursseilla 3-4 ja 5-7 opiskelevien välillä. Tutkimuksen tulokset tukevat aikaisempaa tutkimusta, jonka mukaan opiskelijat näkevät luonnontieteiden relevanttiuden yhteiskunnalle, mutta he eivät halua hakeutua alan jatko-opintoihin. Tulosten perusteella kokeellinen työskentely koetaan itselle mielekkääksi, eikä sitä nähdä ainoastaan paremman arvosanan mahdollistajana. Kemian suosion on havaittu laskevan toisen asteen koulutuksen aikana, mitä tukee tutkimuksen tuloksissa havaittu tilastollisesti merkitsevä ero kursseilla 3-4 ja 5-7 opiskelevien välillä. Tällä tutkimuksella ei kuitenkaan pystytty selvittämään, heikkeneekö kokeellisen työskentelyn relevanttius opintojen edetessä ja ylioppilaskokeen lähestyessä. Tämän selvittäminen olisi vaatinut tutkimuksen toteuttamisen pitkittäistutkimuksena. Opettajien aineistossa havaitaan suurinta hajontaa relevanssimallin yhteiskunnallisella tasolla, ja se koetaan vähiten merkittäväksi opiskelijoille. Tulos tukee aikaisempaa tutkimusta, jonka mukaan opettajat kokevat epävarmuutta yhteiskunnallisen tason sijoittamisessa opetukseensa. Tutkimus osoittaa, että eri relevanssimallin tasojen olemassaoloon tulisi kiinnittää huomiota opetuksen suunnittelussa. Samaan aikaan kun opettajat kokevat epävarmuutta opetuksen tekemisessä relevantimmaksi, luonnontieteiden suosio laskee opiskelijoiden keskuudessa ja se koetaan itselle epärelevantiksi.

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää opettajien ammatillisen kehittymisen mahdollisuuksia ja haasteita kemian non-formaalissa oppimisympäristössä oppilaiden vierailun aikana. Tutkimuksessa non-formaali oppimisympäristö määriteltiin koulun ulkopuoliseksi paikaksi, jossa oppiminen on jollain tavalla organisoitua ja tavoitteellista, ja tapahtuu ohjatussa oppimisaktiviteetissa. Näiden lisäksi non-formaali oppimisympäristö määriteltiin paikaksi, jossa opettaja voi poistua perinteisestä ohjaajan roolistaan ja keskittyä sen sijaan tukemaan ja tarkkailemaan oppilaitaan. Jatkuvaa ammatillista kehittymistä tarkasteltiin erityisesti opettajan sisältötiedon sekä pedagogisen sisältötiedon näkökulmista. Aineisto kerättiin Helsingin yliopiston Kemianluokka Gadolinissa oppilaiden kanssa vierailleilta opettajilta vuosina 2019 ja 2022. Vastauksia saatiin yhteensä 45. Tutkimusmenetelminä käytettiin kyselylomaketta ja teemahaastattelua triangulaatiota hyödyntäen. Saadut vastaukset analysoitiin teoriaohjaavan sisällönanalyysin menetelmällä. Tulokset osoittavat opettajien odotuksien keskittyvän kemian sisältötiedon kehittymiseen kemian teorian sekä kouluarjesta poikkeavan kokeellisuuden kautta, ja näitä opettajat kokivat myös oppineensa vierailun aikana. Odotukset kohdistuvat myös yliopistoympäristöön, jossa mahdollisuus tutkijavierailuihin sekä tutustuminen oikeaan laboratorioon koettiin kehittävän opettajien sisältötietoa ja lisäävän relevanssia ja tapoja motivointiin opetuksessa. Oman opetuksen kehittämisen osalta odotukset kohdistuivat työskentelytapojen rikastuttamiseen, johon myös opettajat kokivat saaneensa hyötyä vierailun aikana. Tutkimuksen tulosten perusteella vierailut non-formaalissa kemian oppimisympäristössä voivat sekä vahvistaa opettajan osaamista että tuoda jatkuvan ammatillisen kehittymisen osaksi heidän työaikaansa. Ne voivat toimia luontaisena paikkana opettajien tutustuttamiseen uuteen, opetussuunnitelman ulkopuoliseenkin, mutta silti sitä relevanssilla ja ajankohtaisuudella tukevaan materiaaliin. Tutkimus nostaa esiin useita ehdotuksia jatkotutkimukselle. Selvitys sen osalta, millaisia odotuksia kemian pääaineopettajilla on muihin kemiaa opettaviin verrattuna sekä vertailu koetusta oppimisesta vierailun aikana, voisivat tuoda syvempää tietoa aiheeseen ja tässä tutkimuksessa saatuihin tuloksiin. Tutkimuksessa opettajat ovat vastanneet kyselyyn välittömästi vierailun jälkeen, ja seurantakysely siitä, millaiseksi opettajat ovat kokeneet oppimisen kemiasta ja sen opettamisesta voisi olla tarpeen tietyn aikajakson jälkeen vierailusta. Näin opettajille annettaisiin aikaa reflektoida myös sitä, miten he todellisuudessa ovat hyödyntäneet vierailun aikana oppimaansa omassa opetuksessaan.

Lähes kaikki arjen ilmiöt ja tapahtumat liittyvät jollakin tavalla kemiaan. Makroskooppisella tasolla kemialliset reaktiot, kuten palamisreaktio ja suolan liukeneminen veteen, tai aineen olomuodonmuutokset, kuten jään sulaminen, tuntuvat usein itsestään selviltä. Niiden selittäminen ja ymmärtäminen submikroskooppisella ja abstraktilla tasolla on silti monelle erittäin hankalaa. Draamassa oppilaat voivat esittää esimerkiksi hiukkasia kemiallisissa ilmiöissä ja tapahtumissa, jolloin he muuntavat abstraktit käsitteet ja submikroskooppisen tason ihmisen aistein havaittavalle tasolle. Dramatisointiin liittyy myös vahvat luomisen, tulkitsemisen, tekemisen ja kokemisen tunteet, jotka tehostavat dramatisoinnissa syntyviä assosiaatioita ja muistijälkiä. Oppilaat kokevat draamamuotoiset opetusmenetelmät kiinnostavina ja motivoivina. Draaman soveltuvuutta opetusmenetelmänä onkin tutkittu jo monen vuosikymmenen ajan, mutta siitä huolimatta draamaa käytetään melko harvoin opetustilanteissa. Viime vuosina oppilaiden hiipuva kiinnostus ja motivaatio koulua ja luonnontieteitä kohtaan on aiheuttanut suurta huolta. Mahdollista ratkaisua etsitään draaman lisäksi pelillistämisestä, joka on viimeisimpinä vuosina opetusta käsittelevässä kirjallisuudessa esiin noussut termi. Pelillistäessä opetuksen monia perinteisiä osa-alueita, kuten luentoihin osallistumista, tehtävien tekemistä ja/tai oppimispäiväkirjojen palauttamista, muutetaan pisteytettäväksi arvomerkinnöin palkittavaksi peliksi, minkä on havaittu kohentavan oppilaiden kiinnostusta ja motivaatiota. Tässä työssä tehtiin systemaattinen analyysi draamaa ja pelillistämistä koskevasta kirjallisuudesta luonnontieteiden opetuksen näkökulmasta. Draaman ja pelillistämisen ajatellaan tukevan ja syventävän oppimista, mutta missä määrin aihetta käsittelevä kirjallisuus tukee väitteitä? Kirjallisuuden systemaattisen analyysi hakuprosesseineen ja tuloksineen esitellään ja niistä keskustellaan. Systemaattisessa analyysissä hyväksytyt artikkelit kategorisoidaan ja ryhmitetään niiden aiheen, opetusmetodin ja tutkimuskysymyksen perusteella, jonka jälkeen ryhmittymiä verrataan toisiinsa. Analyysistä käy ilmi, että lähes kaikissa julkaisuissa draamamuotoisen opetusmenetelmä oli oppilaiden mieleen ja sillä saatiin positiivisia oppimistuloksia. Draaman “hyvyyttä” on kuitenkin vaikea osoittaa tilastollisesti. Sitä vastoin kvalitatiivista ja deskriptiivistä näyttöä löytyy oppimiselle, käsitteiden hallinnalle ja muillekin hyödyille, kuten oppilaiden kiinnostuksen, motivaation ja osallisuuden lisäämiselle sekä sosiaalisten taitojen karttumiselle. Vaikka pelillistäminen on uusi nostetta kokeva ja draama hyväksi todettu opetusmenetelmä, on draamamuotoisten opetusmenetelmien pelillistäminen harvinaista. Yhdistelmän potentiaalia olisi syytä tutkia lähemmin.

Nuorten kiinnostus luonnontieteitä kohtaan on ollut jo pitkään laskussa. Non-formaaleilla oppimisympäristöillä on tutkimusten mukaan positiivinen vaikutus lasten ja nuorten kiinnostukseen luonnontieteitä kohtaan. Aiemmissa tutkimuksissa on havaittu, että varhaislapsuudessa koetut kiinnostusta herättävät kokemukset tukevat myöhempää kiinnostuksen kehittymistä. Tiedejuhlissa lapset ovat iältään 5-11 vuotiaita, joten ne tarjoavat hyvän mahdollisuuden tutkia erityisesti nuorempien lasten kiinnostuksen kehittymistä. Tiedejuhlat ovat non-formaalioppimisympäristö. Niitä ei kuitenkaan ole aiemmin tutkittu. Teoreettisessa viitekehyksessä tarkastellaan non-formaaleja oppimisympäristöjä ja kiinnostusta. Non-formaaleista oppimisympäristöistä käytetään esimerkkeinä tiedekerhoja ja tiedeleirejä. Kiinnostuksesta käsitellään kiinnostuksen kehittymistä ja painotetaan tilannekohtaisen kiinnostuksen herättämistä. Lisäksi käsitellään vanhempien vaikutusta lasten kiinnostukseen luonnontieteitä kohtaan. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, millaisia mahdollisuuksia tiedejuhlat tarjoavat kiinnostuksen tukemiselle. Tähän tavoitteeseen pyrittiin vastaamaan kolmen tutkimuskysymyksen avulla. Nämä tutkimuskysymykset olivat 1) Millaiset aktiviteetit olivat lasten mielestä kiinnostavia? 2) Mitkä ovat tiedejuhlien parhaat puolet ja kehittämiskohteet vanhempien mielestä? 3) Miksi perheet valitsevat tiedejuhlat? Tutkimuksen aineisto kerättiin lapsilta ryhmähaastattelulla ja vanhemmilta kyselylomakkeella. Aineisto koostuu 27:sta tiedejuhlasta. Aineisto analysoitiin aineistolähtöisellä sisällöanalyysillä. Tiedejuhliin liittyvät ilmiöt ovat hyvin samansuuntaisia kuin tiedeleirien ja tiedekerhojen. Vanhemmat ja lapset pitivät eniten tiedejuhlien laboratorio-osuudesta ja siitä, että lapset saivat tehdä itse paljon. Myös ohjaajan roolia pidettiin tärkeänä. Lasten mielestä kiinnostavimmat aktiviteetit sisälsivät paljon tilannekohtaista kiinnostusta lisääviä tekijöitä kuten yllätyksellisyyttä ja valinnan vapautta. Tiedejuhlien havaittiin kokonaisuudessaan sisältävän paljon tilannekohtaista kiinnostusta lisääviä tekijöitä. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta tiedejuhlien herättävän lapsissa tilannekohtaista kiinnostusta. Kehityskohteita vanhemmat eivät nimenneet kuin muutamia. Tästä voidaan päätellä tiedejuhlien olevan jo tällä hetkellä onnistunut konsepti. Tiedejuhlien valintaperusteista esille nousivat erilainen ja kiinnostava ohjelma. Lisäksi vanhemmat toivat esille halun tukea lapsen omaa kiinnostusta luonnontieteitä kohtaan. Tämä tutkimus toi esille paljon tiedejuhliin liittyviä ilmiöitä, joita on mahdollista tutkia tarkemmin tulevissa tutkimuksissa. Jatkotutkimusten tekeminen aiheesta olisi tärkeää aiheen merkittävyyden takia.