Browsing by Subject "kehittämistutkimus"
Now showing items 1-2 of 2
-
Eheyttävää biologian opetusta projektioppimisen kautta : MOOC-verkkokurssin kehittäminen opettajille (2019)Interdisciplinary studies are currently an important topic in education. One reason behind this is the idea that students should learn 21st century skills, such as critical thinking, communication and problem-solving skills for their future careers. Interdisciplinary education has also been shown to increase students’ interest towards natural sciences. Furthermore, organizing cross-curricular learning units has become compulsory at a curricular level in Finland and other countries. Project-based learning is a widely supported teaching method in which learning is organized around projects. It is also a natural method to carry out interdisciplinary learning units. Project-based learning is usually defined by its characteristic features, and its successful implementation requires the teacher to have a good knowledge of them. However, these characteristics tend to be unknown for teachers. Research has also shown that teachers’ conceptions of what interdisciplinary education and project-based learning are, tend to vary. As such, it has been noted in the literature that there is a need to offer training and materials for the implementation of interdisciplinary and project-based learning for in-service teachers. Although MOOCs (Massive Open Online Courses) have a lot of potential as a means of professional development, they are rarely planned to serve primarily as in-service teacher training. Empirical research into their design is also scarce. The main aims in this study were to 1) provide more information about interdisciplinary education within biology education 2) develop a MOOC for the professional development of biology teachers on the topic of interdisciplinary education and project-based learning. In addition to that the study aimed to develop the StarT programme of LUMA Centre Finland. The study was carried out as design-based research. The main research question that directed the design process was: what should a MOOC that supports teachers to carry out interdisciplinary project-based learning within the theme “nature and environment” in biology be like? Nature and environment was chosen as the context of the study as from the perspective of biology education it offers an important and current topic for interdisciplinary project units. The main research question was approached through a theoretical and empirical problem analysis. Theoretical problem analysis focused on researching the question in earlier literature, and the empirical problem analysis was carried out as a case study in which qualitative data was studied through deductive content analysis. The materials studied in the empirical problem analysis were project-based learning units of comprehensive schools and high schools. Their project units were studied through the following research questions: 1. How did teachers and students carry out the characteristics of project-based learning in the context of the theme nature and environment in biology? 2. How is biology taught in an interdisciplinary way in the theme nature and environment? The first question was studied through the characteristics that were identified for project-based learning in the theoretical problem analysis, and the second by looking at which subjects collaborated with biology, how the collaboration was carried out and how the learning communities experienced it. The goal was to find a) challenging characteristics of project-based learning and interdisciplinary education that should be considered the design of the MOOC b) good examples from the studied learning communities to be shared on the MOOC. The study subjects consisted of 12 learning communities who had participated in the international StarT programme of LUMA Centre Finland. In accordance with earlier studies, also the subjects of this study struggled especially with driving questions, the unity of the project activities and in using the projects as a means to learn central contents. Scientific practices were visible well apart from students’ questions, but it could not be defined how strongly student-led the inquiry was. The connection between instructions of StarT and the characteristics of project-based learning that were well represented in the materials seemed evident: collaboration, sharing results, end products and using technology were all visible throughout the analyzed learning communities. However, the materials offered little information about how the collaboration between different subjects was carried out in practice. The study indicated also that students and teachers paid attention to different aspects of the learning taking place in project-based learning, and that teachers might include topics of certain subjects into the project units without realizing it. This should be further researched, however. The issues identified in the problem analyses were used to design an international MOOC that is suitable especially for biology teachers. The course ”Project-based learning and the theory behind it – create your own project!” was created on the Moodle-platform of the University of Helsinki. In addition to this, a phased model for creating professional development in a situation where the studied materials can be used both to direct the design process and as materials on the course was created. The framework that was created for the analyses in this study can also be further used and developed to study how characteristics of project-based learning are represented in other cases where teachers’ and students’ project units are being studied. The study provided also new information about what is possible and feasible to study from the materials of StarT. New information was provided also of the project-based learning that takes place at the schools of the StarT participants, as they have not been researched from the perspective of the characteristics of project-based learning earlier.
-
(2021)Kalvojännitteen syntyyn ja sen muutoksiin liittyvät prosessit mielletään usein haastaviksi aiheiksi oppia ja opettaa. Aiheen opetuksesta ja oppimisesta lukiossa ei juurikaan ole tehty tutkimusta, mutta aiemmat tutkimukset yliopisto-opiskelijoilla ovat osoittaneet, että haasteita esiintyy erityisesti lepokalvojännitteen muodostumisen ymmärtämisessä. Aihetta käsitellään suomalaisissa lukiossa pääasiassa ihmisen biologian kontekstissa vapaavalintaisella kurssilla 4 (LOPS 2015) tai 5 (LOPS 2019) ja aihe onkin yksi ihmisen biologian kurssin keskeisistä sisällöistä oppia ja ymmärtää. Kalvojännitteen synty ja sen muutokset on kuvattu suomenkielisissä lukion biologian oppikirjoissa usein yksinkertais-tetusti ja ajoittain virheellisesti. Tämä saattaa johtaa virhekäsitysten syntymiseen, jolloin opiskeltavaa aihetta ei opita riittävällä tasolla. Siksi tämän maisterintutkielman tavoitteena on selvittää, miten solukalvon sähköistä aktiivisuutta opetetaan suomenkielisissä lukioissa ja millaisia virhekäsityksiä opiskelijoilla aiheesta esiintyy. Näiden tulosten pohjal-ta luodaan kehittämistuotos eli opetusmateriaali biologian aineenopettajien käyttöön, jolla voidaan tukea solukalvon sähköisen aktiivisuuden opetusta ja oppimista. Tutkimusmenetelmänä tutkimuksessa käytettiin kehittämistutkimusta, jossa yhdisteltiin teoreettisen ja empiirisen ongelma-analyysin periaatteita. Teoreettisen ongelma-analyysin kautta pyrittiin kartoittamaan lukio-opetuksen kannalta solukalvon sähköiseen toimintaan liittyvät keskeisimmät seikat, joihin monet virhekäsitykset liittyvät, sekä tarkastelemaan niitä eri näkökulmista. Tämä toteutettiin aiemman tutkimuskirjallisuuden avulla. Empiirisessä ongelma-analyysissä tarkasteltiin sekä lukion biologian oppikirjoja (N=3) että kevään 2021 biologian ylioppilaskoevastauksia (N=400) hermosolun aktiopotentiaalin kulkuun liittyen. Molempia aineistoja analysoitiin laadullisen sisällönanalyysin periaatteiden mukaisesti. Teoreettisesta ja empiirisestä ongelma-analyysistä saatujen tulosten perusteella kehitettiin opetusmateriaalin ensimmäinen versio. Opetusmateriaali luetutettiin läpi maisterintutkielman ohjaajilla ja opetusmateriaalia kehitettiin heiltä saatujen kommenttien perusteella. Jatkokehittämisen tuloksena syntyi opetusmateriaalin toinen ja virallinen versio. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että solukalvon sähköinen aktiivisuus on haastava aihe sekä opetuksen että oppimi-sen näkökulmasta. Lukion biologian oppikirjoissa esiintyi epätarkkoja kohtia solukalvon sähköiseen aktiivisuuteen liit-tyen ja nämä epätarkkuudet näkyivät opiskelijoiden ylioppilaskokeen vastauksissa yleisinä virhekäsityksinä. Erityisesti esiin nousi virheellinen käsitys natrium-kaliumpumpun ioneja ”palauttavasta” vaikutuksesta aktiopotentiaalin jälkeen. Toinen yleinen virhekäsitys oli, että uusi aktiopotentiaali on mahdollinen vasta kun kalvojännite on hyperpolarisaation jälkeen palautunut lepotilaan. Tulosten perusteella voidaan todeta, että ainakin osa opiskelijoiden virhekäsityksistä on lähtöisin oppikirjoista eikä näitä virhekäsityksiä ole pystytty korjaamaan opettajan toimesta opetustilanteessa. Ylioppi-laskokeessa tehtävään vastanneista opiskelijoista 11,3 % ei osannut vastata tehtävän ensimmäiseen kysymykseen ollenkaan. Vastauksista, joissa opiskelija oli vähintään välttävällä tasolla onnistunut vastaamaan kysymykseen (N=381), 92,4 % sisälsi yhden tai useamman virhekäsityksen. Virhekäsitysten karsimiseksi paras keino on estää niiden syntyminen. Siksi tämän tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että lukion uuden opetussuunnitelman biologian oppikirjat tulisi päivittää sellaisiksi, että virheellistä käsitystä ei pääse syntymään. Tämä ei kuitenkaan pelkästään riitä, vaan myös lukion biologian opettajien tulisi luopua vanhoista opetusdioistaan ja varmistaa, että he opettavat aihetta nykytiedon valossa oikein. Tässä apuna toimii tämän tutkimuksen osana kehitetty opetusmateriaali solukalvon sähköisestä aktiivisuudesta hermosolun aktiopotentiaalin kontekstissa. Jotta opetusmateriaalin toimivuutta ja opiskelijoiden käsitteellistä muutosta voidaan arvioida, jatkotutkimukset ai-heesta ovat tarpeellisia.
Now showing items 1-2 of 2