admin

Miten ihmiset oppivat on tärkeä kysymys, johon ei ole yksiselitteistä vastausta. Myös LUMA-aineiden opetuksessa tulee uuden OPS:in mukaan kiinnittää entistä enemmän huomiota oppilaiden metakognitioon, eli siihen miten opetus edistää oppilaiden taitoja ajatella, arvioida ja säädellä oppimistaan.

”Ajattelun ja oppimisen taidot luovat perustaa muun osaamisen kehittymiselle ja elinikäiselle oppimiselle.”

”Ajatteluun ja oppimiseen vaikuttaa se, miten oppilaat hahmottavat itsensä oppijoina.”

”Oppilaita ohjataan huomaamaan, että tieto voi rakentua monella tavalla.”

”Heitä innostetaan pohtimaan myös omaa sisäistä tietoaan.”

Kuulostaako tutulta? Varmasti, sillä otteet ovat perusopetuksen opetussuunnitelman uusista perusteista, jotka tulevat voimaan opetuksessa vuoden kuluttua elokuussa 2016.

Uuden OPSin yhtenä tärkeänä tavoitteena on laaja-alainen osaaminen, johon kuuluvat erottamattomasti mm. yllä luetellut ajattelun ja oppimisen taidot eli metakognitio.

Helsingin yliopistossa vieraillut brasilialainen kemian opettaja ja opetuksen tutkija Solange Locatelli on erikoistunut metakognitioon. Hän piti aiheesta luennon tuleville kemian opettajille maanantaina 7.9.2015.

Metakognitio on laaja aihe, jota on Locatellin mukaan vaikea tiivistää lyhyeen esitykseen. Hän halusi kuitenkin antaa aiheeseen johdatuksen ja tarjota käytännön vinkkejä opetuskäyttöön.

Locatellin mukaan opettajat tarvitsevat lisätietoa ja täydennyskoulutusta metakognitiosta voidakseen paremmin opastaa erilaisia oppijoita löytämään oman ajattelunsa erityispiirteet ja vahvuudet.

”Mikä on tärkein tekijä oppimisen onnistumisessa?” Locatelli kysyy yleisöltään. Hänen mukaansa kaikkein tärkeintä on se, mitä opiskellessaan ajattelee ja minkälaisia yhteyksiä löytää asioiden väliltä.

”Sisällön konseptien lisäksi oppilaiden on opittava kehittämään puitteet näiden konseptien välisistä yhteyksistä, siitä ovatko ne yhteydessä toisiinsa, mikä tekee niistä erilaisia tai samanlaisia”, hän kuvailee.

”Idea on se, että yhteydet luovat merkityksiä. Jos yhteydet asioiden välillä puuttuvat, ei merkityksellistä oppimista voi tapahtua.”

Metakognitio liittyy oppimiseen myös erilaisten oppimisstrategioiden tasolla. Jotkut ihmiset ovat visuaalisempia kuin toiset, jotka saattavat oppia paremmin kuunnellen tai kehollisesti. Metakognitiivinen osaaminen auttaa tunnistamaan oman oppimistavan ja valitsemaan siihen sopivia strategioita kuten piirtäminen, ääneen lukeminen jne.

Locatelli toteaa, että metakognition avulla oppilaat voivat löytää omasta ajattelustaan ja oppimisestaan uusia asioita, muuttaa toimintatapojaan ja saavuttaa parempia oppimistuloksia.

”Teemme tällaista korkeamman tason ajattelua kokoan. Se vaikuttaa helpolta, mutta se ei ole sitä”, Locatelli sanoo. Hän korostaa, että kukaan ei osaa metakognitiotaitoja automaattisesti, vaan oppilaat tarvitsevat tietoa ja harjoitusta kuten muidenkin taitojen oppimiseen.

”Jokainen voi auttaa itseään oppimaan käyttämällä itselleen hyviä strategioita.”

Esityksensä lopuksi Locatelli aktivoi yleisöä kokeilemaan esimerkkiä metakognitiivisesta strategiasta, jota voi käyttää oppilaitten kanssa. Tallenteen kohdassa 30:25 alkaa esimerkki sähkökemiallisen ilmiön oppimiseen liittyvästä opetustilanteesta, jossa hyödynnetään metakognitiivista näkökulmaa.

Teksti: Maija Pollari.

Tutkimalla materiaalien elinkaarta ja väittelemällä materiaalien kestävyydestä oppilaat vahvistavat laaja-alaisia osaamisen taitoja, toteaa Helsingin yliopistossa tehty tutkimus. Kemian opetuksessa projektityönä toteutetun elinkaarianalyysin ansiosta oppilaat alkoivat myös käyttää enemmän tieteellisiä ja ympäristöön liittyviä perusteluita. Miten elinkaarianalyysiin liittyvä projektityö kannattaisi toteuttaa luokassa?

Väittelytaitojen opettaminen tuotteen elinkaaren näkökulmasta on tuore pedagoginen näkökulma kemian opetuksessa. Tutkija Marianne Juntusen ja professori Maija Akselan ehdottama ilmiölähtöinen malli tukee myös tutkimuksellisuutta ja oppiaineiden välistä yhteistyötä.

Elinkaarianalyysillä tarkoitetaan menetelmää, jonka avulla voidaan arvioida tietyn tuotteen, prosessin tai toiminnon aiheuttamat ympäristövaikutukset sen koko elinkaaren aikana. Tämä tapahtuu laskemalla yhteen käytettyjen kemikaalien, materiaalien ja energian määrät.

Opetuksessa elinkaarianalyysin tekeminen luo linkin kemian käsitteiden ja arkisten tuotteiden ja materiaalien välille. Lisäksi se tukee hyvin 2016 perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden mukaista opetusta.

Juntusen ja Akselan tapaustutkimus on osa Juntusen väitöskirjaa Kokonaisvaltainen ja tutkimuksellinen kestävän kehityksen opetus kemiassa. Tutkimus tarkasteli oppilaiden käyttämiä perusteluita tuotteista ja elinkaarianalyysin tekemisen vaikutusta perustelutaitojen kehittymiseen.

Elinkaarianalyysi käytännössä

”Elinkaariaiheisten julisteiden teko oli oppilaista hauskaa. Alussa he ovat avoimesta tehtävänannosta melko ihmeissään, eivätkä kaikki pääse alussa lainkaan itsenäisesti eteenpäin. Siinä pitää opettajan etsiä heidän kanssaan sopivia nettisivuja, joilta tietoa löytyisi. Hyviä valmistusprosessikuvia löytyy sivulta www.madehow.com ”, toteaa Juntunen

Käytännön opetusjärjestelyt jakautuivat oppilaiden elinkaarianalyysin tekemiseen sekä sitä ennen ja jälkeen tapahtuviin järjestelyihin ja tehtäviin. Etukäteistehtävät sisälsivät muun muassa yhteiskeskustelun elinkaarianalyysiin valittavista tuotteista, aiheesta lukemista sekä perusteluiden esittämisharjoituksia.

Varsinaisen elinkaarianalyysin oppilaat suorittivat pienryhmissä valitsemastaan tuotteesta. Elinkaarianalyysissä huomioitiin sekä tuotteen edut että haitat. Perustelutaitoja oppilaat harjoittelivat pitämällä omista analyyseistä suullisen esitelmän, jonka jälkeen varattiin aikaa keskustelulle.

Projektityön kokoavana tehtävänä toimi opettajan valitseman jutun lukeminen, josta oppilaat esittivät perusteltuja huomioitaan. Lopulta luokassa järjestettiin kahdenkymmenen minuutin roolitettu väittely. Oppilaat jaettiin kuuteen erilaiseen rooliin, joihin eläytymällä oppilaiden tuli väitellä ja perustella mielipiteitään tuotteesta. Rooleja olivat ympäristötutkija, kemisti, kuluttaja-asiamies, kaupan omistaja, talousministeri sekä tuotteen valmistajan edustaja.

Juntusen mukaan ”Oppilaat suhtautuivat väittelyyn hieman varauksella, mutta aivan positiivisesti. Väittelytilanne jännitti heitä melko paljon, koska heillä ei ollut aiempaa kokemusta väittelystä. Siksi he tarvitsevatkin muutaman esimerkkirepliikin tai aikaa pohtia repliikkejään.”

Oppiaineiden välistä yhteystyötä toteutettiin äidinkielen kanssa siten, että oppilaat kirjoittivat äidinkielen tunnille esseen elinkaarianalyysin tekemisestä.

Juntunen ja Aksela olivat kiinnostuneita siitä, miten elinkaarianalyysi vaikuttaa oppilaiden keskustelussa käyttämien perusteluiden muotoon ja sisältöön. He jakoivat käytetyt perustelut neljään kategoriaan: yhteiskuntaan ja talouteen, ympäristöön, eettisiin kysymyksiin sekä tieteeseen liittyviin argumentteihin.

Kaikki tutkimukseen osallistuneet oppilaat kykenivät antamaan yhteiskuntaan ja talouteen liittyviä argumentteja sekä ennen että jälkeen elinkaarianalyysin. Elinkaarianalyysin tekemisen jälkeen oppilaista useampi kykeni antamaan tieteellisiä ja ympäristöön liittyviä argumentteja.

Vain muutama oppilas pohti argumenteissaan eettisiä näkökulmia, eikä elinkaarianalyysin tekeminen vaikuttanut eettisten perusteluiden määrään.

Argumentoinnin arviointi ei ole helppoa

Juntusen ja Akselan mukaan elinkaarianalyysin tekemiseen perustuva opetusmalli sopii yhteiskunnallisten ja taloudellisten näkökulmien linkittämisen kemian opetukseen yläkoulussa ja lukiossa.

Kun opettajat opettavat kemiaa elinkaarianalyysiä ja argumentaatiota hyödyntäen, heidän tulisi keskittyä perusteluiden esittämistekniikan lisäksi myös niiden laatuun. Juntusen ja Akselan mukaan opettajat tarvitsevat koulutusta ja tukea ottaakseen tällaisen pedagogisen mallin käyttöön laajemmin.

”Tärkeää [elinkaarianalyysin teettämisessä] on valinnanvapaus tuotteen valinnan, kerätyn tiedon ja esitystavan suhteen. Oppilaat pääsevät sille tasolle, mille pääsevät ja se riittää. Arviointiperusteet on hyvä miettiä etukäteen. Kannattaa myös yhdistää tuotteiden elinkaarten tutkimista muiden oppiaineiden kanssa, mm. äidinkielen kanssa väittely- tai mielipidekirjoitusharjoituksiin.” Juntunen mainitsee.

Yhteistyö onkin oleellinen osa opetusmallia.

Elinkaarianalyysi tuo luonnonllisen kontekstin oppiaineiden väliseen yhteistyöhön sekä laajemmin koulun ulkopuolisten tahojen kanssa. Sen lisäksi, että yhteistyötä tekee kollegojen kanssa, voi pyytää apua koulun ulkopuoleisilta tahoilta, esimerkiksi asiantuntijoita paikallisista yrityksistä.

”Minusta kirjan ulkopuolisten ja avointen tehtäviän teettäminen on erittäin hauskaa ja mielenkiintoista. Siinä eri oppilaat loistavat kuin perinteisessä opetuksessa. Tulokset ovat aina yllätyksiä! Olemme esittäneet julisteita kuntapäättäjille, vanhempain illoissa, ympäristöseminaareissa… Sanon aina oppilaille, että teistä tulee nyt eksperttejä aiheesta”, Juntunen kertoo kokemuksistaan.

Elinkaarianalyysi harjoittaa laaja-alaista osaamista

Tieteeseen kytkeytyvät sosiaaliset ilmiöt ovat keskeinen osa kestävän kehityksen opetusta kemiassa. Ne tarjoavat myös oppilaita kiinnostavia opetuskonteksteja. Usein ilmiöissä kyse on monimutkaisista ongelmista, joiden ymmärtäminen vaatii paitsi tieteellistä lukutaitoa, myös kykyä katsoa kokonaisuuksia yli oppiainerajojen.

Ilmiöiden tarkastelu kokonaisuuksina ja eri näkökulmista edistää korkeamman tason kognitiivisia taitoja kuten kommunikaatio- ja arviointikykyä.

Kestävän kehityksen kannalta on merkityksellistä, että lapset ja nuoret saavat tarpeelliset perustaidot näiden ilmiöiden arvioimiseen. Juntusen ja Akselan mukaan projektilähtöinen elinkaarianalyysi osana kemian opetusta edistää näitä taitoja, kehittää oppilaiden ympäristöajattelua ja luo positiivisempia asenteita kemian opiskelua kohtaan.

Teksti: Outi Haatainen.

Helsingin yliopistossa kemian opetuksen tutkimusyksiköstä keskiviikkona 24.6.2015 tohtoriksi väittelevän Sakari Tolppasen tavoitteena oli selvittää, mitä kansainväliset nuoret pitävät merkityksellisenä kestävässä kehityksessä ja sen opetuksessa. Tutkimus tuo lisätietoa kestävän kehityksen opetuksen suunnitteluun ja toteutukseen oppilaslähtöisestä näkökulmasta.

Globaalit ympäristöhaasteet kuten ilmastonmuutos muuttavat elinympäristöämme ja koskettavat kaikkia maailman ihmisiä. Näiden ympäristöhaasteiden ratkaisemiseksi ja ennaltaehkäisemiseksi sekä kestävän hyvinvoinnin rakentamiseksi tarvitaan erityisesti kemian alan osaamista. Suomessa aiheeseen panostetaan esimerkiksi uusissa opetussuunnitelmien perusteissa, joissa ekososiaalinen sivistys on osa opetuksen arvoperustaa.

“Nuoret ovat avainasemassa tulevaisuuden hyvinvoinnin rakentamisessa, joten kestävän kehityksen opetuksessa olisi tärkeä huomioida opiskelijoiden kysymykset, teot ja odotukset kestävään kehitykseen liittyen ja sitä kautta auttaa heitä ymmärtämään kestävää kehitystä poikkitieteellisesti”, sanoo Sakari Tolppanen.

Tolppanen tarkastelee väitöstutkimuksessaan kestävää kehitystä ja sen opetusta kansainvälisten nuorten näkökulmasta. Kemian opetuksen kehittämiseen tähdänneen työn tavoitteena oli selvittää mitä nuoret pitävät merkityksellisenä ja minkälaisilla uusilla, oppilaslähtöisillä opetustavoilla kestävää kehitystä voisi edistää.

Kuudesta tieteellisestä julkaisusta koostuvassa tutkimuksessaan Tolppanen selvitti mm. minkälaisia kysymyksiä nuoret kysyvät kestävästä kehityksestä ja ilmastonmuutoksesta ja minkälaisia tekoja he tekevät ympäristön ja yhteiskunnan hyväksi. Lisäksi hän analysoi kestävän kehityksen opetuksesta kansainvälisellä tiedeleirillä ja miten nämä odotukset toteutuivat.

“Nuorilla oli paljon tieteen luonteeseen liittyviä kysymyksiä. Esimerkiksi nuoria kiinnosti miten ilmastonmuutosta tutkitaan, kun se on niin monimutkainen ilmiö. Yhteiskunnallisista asioista kysyttiin miten valtiot tällä hetkellä torjuvat ilmastonmuutosta ja miten toimia yritetään kehittää. Lisäksi kysyttiin mitä voisi henkilökohtaisesti tehdä ilmastonmuutoksen hidastamiseksi”, Tolppanen kertoo.

Aineisto kerättiin kyselyiden ja haastattelujen avulla Millennium Youth Camp -tiedeleirille vuosina 2010–2013 hakeneilta 16–19 -vuotiailta opiskelijoilta. Kestävä kehitys oli yksi Suomessa järjestetyn kansainvälisen leirin keskeisiä teemoja.

Kestävän kehityksen opetus voisi pohjautua opiskelijoiden kysymyksiin ja mielenkiinnon kohteisiin

“Nuoria kiinnostavat sekä tieteelliset puolet että yhteiskunnalliset ja eettiset kysymykset. Tutkimuksen perusteella kestävää kehitystä pitäisi käsitellä kokonaisvaltaisesti eikä erotella tieteellistä puolta yhteiskunnallisista ja eettisistä kysymyksistä”, Tolppanen sanoo.

Tutkimuksen mukaan siirtyminen oppilaskeskeisempään opiskeluun toisi merkityksellisyyttä kestävä kehityksen opetukseen. Tämä edellyttää, että opetuksen lähtökohdaksi otetaan opiskelijoiden kysymykset, teot ja kiinnostuksen kohteet. Merkityksellisyyden ja osallisuuden kokemusta voi tukea myös kannustamalla oppilaita yhteiskunnalliseen keskusteluun.

Työn tulokset hyödyntävät kestävän kehityksen opetuksen suunnittelua ja toteutusta sekä tukevat oppilaslähtöisyyden ottamisesta opetuksen lähtökohdaksi.

“Ensimmäinen askel on, että opettaja tuntee oppilaansa ja ottaa heidät keskustelemalla mukaan opetukseen. Harva opettajakaan on asiantuntija kestävään kehitykseen liittyvissä asioissa, joten asiantuntijuutta voi lähteä rakentamaan yhdessä. Kun opettaja astuu pois kaikkitietävästä roolista, oppilaiden kanssa käytävän keskustelun kautta voi alkaa pohtia erilaisia ongelmia ja ratkaisuja niihin”, Tolppanen ehdottaa.

Nuoret kokivat tärkeäksi myös vuorovaikutuksen asiantuntijoiden kanssa ja mahdollisuuden työskennellä projekteissa, jotka liittyvät heidän omiin mielenkiinnon kohteisiinsa kestävän kehityksen aihepiirissä.

“Kestävän kehityksen opetuksessa pitäisi antaa opiskelijoille enemmän autonomiaa ja vastuuta omasta opiskelusta.”

---

Tutustu Sakari Tolppasen väitöskirjaan verkossa: Sakari Tolppanen (2015) Creating a Better World – Questions, Actions and Expectations of International Students on Sustainable Development and Its Education, Kemian opettajankoulutusyksikkö, kemian laitos, Helsingin yliopisto.

Teksti: Maija Pollari. Kuva: Jussi Nygren.

Helsingin yliopistossa kemian opetuksen kehittämisestä maanantaina 8.6.2015 tohtoriksi väittelevän Marianne Juntusta kiinnosti mitä kestävä kehitys on kemian opetuksessa. Hän halusi vahvistaa oppilaiden ympäristötietoisuutta, argumentointitaitoja ja positiivista kuvaa kemiasta.

Ympäristötietoisia kemistejä, kemian opettajia ja oppilaita tarvitaan maapalloa koskettavien ympäristöhaasteiden ratkaisemiseen. Niinpä kestävää kehitystä ja eettiseen vastuullisuuteen kasvattamista painotetaan koulujen opetussuunnitelmien perusteissa, kansallisissa ja kansainvälisissä opetusalan strategioissa, kemian opetuksen tutkimuskirjallisuudessa ja kemianteollisuudessa.

“Kestävä kehitys kemian opetuksessa liittyy yhteiskuntaperustaisiin kemian aiheisiin, esimerkiksi tuotteiden elinkaariin ja vihreään kemiaan”, Marianne Juntunen sanoo.

“Vihreässä kemiassa tuotteen elinkaareen liittyvät molekyylit ovat sellaisia, että ne kuluttavat vähän energiaa ja resursseja, ovat myrkyttömiä käyttää, niitä voidaan kierrättää ja lopulta ne hajoavat luonnossa turvallisesti. Tämä koskee joka ikistä tuotetta, ainetta tai materiaalia”, hän sanoo.

Väitöstyön tuloksena koulujen kemian opetukseen saatiin mielekkäitä tapoja käsitellä ristiriitaisia yhteiskunnallisia aiheita.Tuotteen elinkaaren opetukseen sopivat kokonaisvaltaiset opetusmenetelmät, jotka ovat tutkimuksellisia, sosiaalisia, oppijakeskeisiä, oppiainerajoja ylittäviä, yhteiskuntaperustaisia, kriittisiä, yhteiskuntaan avautuvia ja osin liittyvät vihreään kemiaan.

Tällaista opiskelua on kemiassa vielä harvoin.

Oppilaat oppivat vuorovaikutuksessa ja valitsemalla tehtäviä itse

Juntusen kehittämistutkimuksen tulosten mukaan kokonaisvaltainen ja tutkimuksellinen kestävän kehityksen kemian opetus sisältää monitieteisiä ja yhteiskuntaperustaisia aiheita. Väittelijän mukaan opetusaiheet tuleekin liittää yhteiskunnallisiin toimijoihin ja aitoihin ongelmiin. Oppiminen tapahtuu sosiaalisessa vuorovaikutuksessa esimerkiksi argumentaation ja itsereflektion kautta.

Tutkimustehtävien kohteet voivat olla oppilaiden itse valitsemia ja liittyä oppilaille relevantteihin aiheisiin kuten raaka-aineisiin, kulutustavaroihin, ruoka-aineisiin tai veteen. Näin opetus voidaan pohjata kestävän kehityksen teemoihin – tuotteiden elinkaariin, puhtaaseen veteen, ilman pienhiukkasiin ja ilmaston muutokseen, ympäristön kemikalisoitumiseen, viljavan maan ja lannoitteiden kierrätyksen, kiertotalouden tai terveellisen ruoan kemiaan.

“Kun kemian tieto yhdistetään yhteiskunnallisiin toimintamahdollisuuksiin, oppilas kokee sen merkityksellisenä. Aiheet ovat kiinnostavia, kun ne ovat oppijalle henkilökohtaisia. Samalla oppilaan kyky toimia kestävän tulevaisuuden rakentamiseksi kasvaa”, Juntunen sanoo.

Tutkimustuloksissa tämä näkyi oppilaiden luonnontieteellisinä ja ekologisina argumentointitaitoina yhteiskunnallisessa ja ympäristötietoisessa pohdinnassa

Kehittämistutkimuksessa yhdistyy käytäntö ja teoria

Juntusen väitöskirjatyön teoreettisessa osassa tarkasteltiin kestävää kehitystä ja kemiaa, vihreää kemiaa, elinkaarianalyysiä ja -ajattelua, ympäristötietoisuutta, yhteiskuntaperustaisuutta sekä tutkimuksellista opiskelua ja argumentaatiota opetusmenetelminä. Päätutkimuskohteena oli kuitenkin valtakunnallisten opetussuunnitelmien perusteiden keskeinen sisältö tuotteen elinkaari ja kestävän kehityksen opettaminen kemiassa.

Väitöstutkimus perustuu neljään kansainväliseen tieteelliseen julkaisuun. Empiirinen tutkimus toteutettiin neljän kemian aineenopettajien täydennyskoulutuksen yhteydessä. Niissä yhteensä 20 opettajaa loi tutkimuksellisia tuotteiden elinkaaren opetusmalleja, joissa uutta oli oppilaan aktiivinen rooli opiskelun kohteen rajaamisessa ja työn suunnittelussa. Tutkimuksessa tarkasteltiin tuotteen elinkaariaiheisen opetusmallin vaikutusta 105 peruskoulun yhdeksäsluokkalaisen ympäristötietoisuuteen, käsityksiin kemiasta ja argumentaatiotaitoihin.

Väitöstyössä esitetty kokonaisvaltainen ja tutkimuksellinen kemian opetus tukee opiskelu- ja kansalaistaitoja. Tuotteen elinkaari on opiskeluaiheena uusia ajatuksia herättävä. Lähestymistapa paransi oppilaiden ymmärrystä kemian tarpeellisuudesta. Oppilaat kokivat tutkimuksellisen, sosiaalisen, avoimen ja oppilaskeskeisen opiskelumenetelmän positiivisesti.

“Kemian uudenlainen opetus koskettaa yhteiskuntaan ja ympäristöön liittyviä moraalisia näkökulmia”, väittelijä sanoo.

Työn tuloksia voidaan käyttää opetuksen suunnittelussa ja kemian opettajien koulutuksessa kestävän kehityksen aiheisiin liittyen.

Marinne Juntunen väittelee Helsingin yliopistossa kemian alalta maanantaina 8.6.2015 kello 12.

Tutustu tutkimukseen: Juntunen, M. (2015). Holistic and Inquiry-Based Education for Sustainable Development in Chemistry. Helsinki: Helsingin yliopisto, matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, kemian laitos.

Teksti: Minna Meriläinen-Tenhu.