LUMA-sanomat

Ennen joulua kaksi matematiikan opiskelijaa vieraili Korvatunturilla. Kyse ei kuitenkaan ollut Joulupukin tapaamisesta, vaan he pitivät Korvatunturin peruskoulun oppilaille matematiikkapäivää.

Helsingin yliopiston matematiikan opiskelijat Tuomas Toivio ja Asko Tuomiaro kiinnostuivat Summamutikka-matematiikkapäivien pitämisestä. Päiviä ja kerhoja pojat ovat ohjanneet Helsingissä, mutta joulun 2010 alla he päätyivät Korvatunturin peruskouluun.

Ensimmäiseksi Tuomas ja Asko esittelivät oppilaille uuden matemaattisen työkalun – induktion. Oppilaat lähestyivät induktion ideaa tutkimalla erikokoisten shakkilautojen peittämistä tietyn kokoisilla kappaleilla. Ensin yritettiin peittää yksi pieni (4×4) kokoinen lauta. Tämän jälkeen peitettäväksi tulikin suurempi (8×8) lauta. Kun laudan kokoa suurennettiin, oppilaat huomasivat, että voivat käyttää apuna ensimmäisestä laudasta oppimaansa peittämistekniikkaa.

Toisessa tehtävässä Tuomas ja Asko esittelivät erilaisia pintoja ja niiden muodostamista oppilaille. Tehtävää lähestyttiin taas shakkilaudan avulla. Shakkilaudan reunat samaistettiin, jolloin esim. yläreunasta pääseekin suoraan alareunaan. Näiden tehtävän kautta oppilaat pääsivät käsiksi siihen miten esim. lieriö, torus ja Kleinin pullo muodostuvat.

Kaikissa tehtävissä ideana oli se, että oppilaat pääsivät itse tekemään mahdollisimman paljon ja että he saisivat ääneen pohtien ratkaista ongelmia ja tehtäviä. Toiminnalliset tehtävät pyrittiin myös sitomaan jo oppilaiden hallitsemiin matematiikan käsitteisiin, tietoihin ja taitoihin.

Teksti: Tiina Romu.

Itä-Suomen yliopiston LUMA-toiminnan käynnistäminen ja toimintaympäristön rakentaminen vauhdittuvat kahden uuden hankkeen myötä. Pohjois-Karjalan Maakuntaliitto ja Pohjois-Karjalan ELY-keskus ovat myöntäneet hankkeisiin yhteensä 635 000 euron rahoituksen. Hankkeiden yhteenlaskettu kokonaisbudjetti on 762 500 euroa.

Itä-Suomen yliopiston Joensuun kampukselle rakennetaan LUMA-toimintaympäristö, jonka pääpaino on fysiikan ja tietojenkäsittelytieteen oppimisympäristöissä kemiaa ja matematiikkaa unohtamatta. Toimintaympäristö tarjoaa palvelujaan myös ympäristökuntien oppilaitoksille sekä osaltaan vahvistaa näiden aineiden opettajankoulutuksen asemaa Itä-Suomen yliopiston strategian mukaisesti. Ympäristökunnista mukana ovat Kontiolahti, Kitee, Joensuu ja Outokumpu. Pohjois-Karjalan Maakuntaliiton rahoittama hanke on kaksivuotinen.

LUMA-toimintaan kohdistuvalla hankkeella on kolme tavoitetta: 1) Käynnistää ja vakiinnuttaa LUMA-toiminta Itä-Suomessa ja liittää paikallinen LUMA-verkosto osaksi kansallista verkostoa. 2) Lisätä uusien oppimisympäristöjen käyttöä Pohjois-Karjalan oppilaitoksissa opettajien koulutusten kautta. 3) Itäsuomalaisten yritysten, oppilaitosten ja yliopiston välisen yhteistyömallin rakentaminen ja yhteistyön käynnistäminen. Paikallisista yrityksistä mukana ovat Abloy Oy, Arcusys Oy, Nanocomp Oy ja Solenovo Oy. Hanke on ESR-rahoitteinen ja kestoltaan 2,5 vuotta.

”Olemme jo aloittaneet Itä-Suomen yliopiston LUMA-toiminnan käynnistämisen ja toimintaympäristön rakentamisen,” kertoo hankkeiden johtaja, opettajankoulutuksesta vastaava dosentti Pekka Hirvonen. ”Toimintaympäristö tulee sisältämään paljon sellaisia ideoita, joita ei kouluopetuksessa ole aikaisemmin laajemmalti hyödynnetty. Toivomme, että uuden LUMA-toimintaympäristön myötä pystymme tarjoamaan ympäristökuntien opettajille ja koko LUMA-aineiden opetukselle uusia ideoita ja ajatuksia sisältävän jatkuvakestoisen piristysruiskeen.”

 

LUMA-keskusverkosto vahvistuu jälleen: Uusin toimipiste avattiin Jyväskylän yliopistolle perjantaina 14.1.2011.

Keski-Suomen LUMA-keskus (LUMA-KS) on matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan koordinoima strateginen kehittämishanke ja se toimii osana valtakunnallista LUMA-keskusten verkostoa. LUMA-KS:n tarkoituksena on luonnontieteiden, matematiikan, tietotekniikan ja teknologian oppimisen, opiskelun ja opetuksen tukeminen, edistäminen ja innostaminen kaikilla tasoilla, mutta erityisesti Jyväskylän yliopiston valtakunnallisella vaikutusalueella. LUMA-KS tukee aktiivisesti opettajia ja opinto-ohjaajia LUMA-aineiden opettamiseen ja opiskeluun liittyvissä asioissa, sekä edistää LUMA-aineiden opiskelua koululaisten ja opiskelijoiden motivoinnilla. LUMA-KS:n tehtävänä on myös lisätä suuren yleisön tietoisuutta LUMA-aineista ja niiden merkityksestä.

Keskuksen toimintaan kuuluu muun muassa alakoululaisten tutkimusvierailuja, tiedeleiri yläkoululaisille, lukiolaisten laboratoriokursseja, tiedepäiviä ja abi-tapahtumia. Opettajille järjestetään täydennyskoulutusta. Yritysten ja koulujen kanssa tehdään yhteistyötä kehittämishankkeissa ja yhteistyöprojekteissa.

Professori Jan Lundellin johdolla käynnistyvä keskus sijaitsee hajautetusti eri puolilla yliopistoa. ”Vaikka toiminta lähtee käyntiin yliopiston suojista, ovat ikkunat ja ovet auki joka suuntaan. Kaikki asiasta kiinnostuneet ovat tervetulleita mukaan – kaikki yhteistyöajatukset ja -ideat ovat arvokkaita,” Lundell korostaa.

Tutkimuksellisen opiskelun (eng. inquiry-based science education, IBSE) edistäminen on maailmanlaajuisen IAP -tiedeopetusohjelman päätavoitteena. Siinä pyritään lisäämään lasten ja nuorten kiinnostusta luonnontieteisiin varhaiskasvatuksesta lähtien. IAP-ohjelmaa on toteutettu lukuisissa maissa vuodesta 2004 lähtien. Se on laajennettu koskemaan myös perusopetuksen yläluokkia. Mistä tutkimuksellisessa opiskelussa on kysymys? Voisinko käyttää sitä jotenkin omassa opetuksessani? Mitä materiaaleja ja tukea on saatavilla opetuksen tueksi? 

Kansainvälinen IAP (InterAcademy Panel) on asettanut tiedeopetuksen tavoitteeksi lasten ja nuorten mielekkään opiskelun tukemisen 2000-luvulla entistä enemmän tutkimuksellisen opiskelun (engl. inquiry-based learning, IBSE) kautta seuraavien asioiden edistämiseksi (ks. raportti (2011)).

• luonnontieteiden perusasioiden ymmärtäminen
• tieteiden luonteen, tieteellisen tutkimuksen ja päättelyn tuntemus
• tieteellisen tiedon hankkiminen ja sen käyttäminen
• elinikäiseen oppimiseen tarvittavien taitojen kehittäminen
• positiivisten asenteiden tukeminen luonnontieteitä ja niiden opiskelua kohtaan
• tieteille luonteenomaisen kielen ja eri representaatioiden käyttäminen kirjoituksissa ja suullisissa esityksissä sekä nk. matemaattisten esitystapojen käyttäminen

Asetettuja “science for all” -tavoitteita kuvataan äskettäin julkaistussa raportissa (Alberts, 2009) seuraavasti: “We believe passionately in the power of science to create a better world, as well as in the critical importance for everyone in society of the values and attitudes that science demands of scientists: honesty, a reliance on evidence and logic to make judgments, a willingness to explore new ideas, and a skeptical attitude toward simple answers to complex problems. But very little of this is conveyed to students in our teaching.”

Kansainvälinen tiedeakatemioiden välinen yhteistyöelin InterAcademy Panel (IAP) edustaa yli sataa Tiedeakatemiaa eri maissa. Sen tavoitteena on kehittää tiedeopetusta kouluissa kaikissa maissa ja maanosissa. Valtakunnallinen LUMA-keskus on ollut toiminnassa mukana Suomen Tiedeakatemiajaoston edustajana.

Tutkimuksellista opiskelua luonnontieteiden opetuksessa suosittelee myös EU-komission asiantuntijaryhmän raportti Rocard, et al. (2007).

Mitä on tutkimuksellinen opiskelu?

Tutkimuksellinen opiskelu on opiskelijalähtöinen työtapa, jota on käytetty myös Suomessa luonnontieteiden opetuksessa enemmän tai vähemmän jo 1960-luvulta lähtien. Siinä lapset ja nuoret opiskelevat ilmiöitä pienten tai laajempienkin tutkimusten kautta opettajan toimiessa ohjaajana. Tutkimukset sisältävät yleensä kokeellisen osuuden. ”In the classroom these experiences include direct observation and investigation of materials and phenomena, consulting information sources such as books, experts, the internet and discussion with others in which ideas are shared, explained and defended. This learning will involve the development and use of skills of observation, raising investigable questions, planning and conducting investigations, reviewing evidence in the light of what is already known, drawing conclusions and communicating and discussing results.”

Koulussa toteutetut tutkimukset voivat olla suljetumpia tai avoimempia. Lähestymistapana voi käyttää myös ongelmalähtöistä opiskelua (PBL) ja se voi sisältää esimerkiksi työtapana väittelyä. Erityisesti avoimissa tutkimuksissa lasten ja nuorten omat kysymykset ovat tutkimuksen teon lähtökohtana.

Miksi tutkimuksellista opiskelua?

Tutkimuksellista opiskelua suositellaan, sillä sen on todettu motivoivan sekä oppilaita että opettajia. Se tarjoaa opettajille mahdollisuuksia uudistaa opetustaan ja parantaa opetuksensa laatua. Se tuo lisämahdollisuuksia kouluille toimia eri tahojen kanssa yhteistyössä. Sen myötä opiskelijoille avautuu uusia mahdollisuuksia ajankohtaisten aiheiden ja ilmiöiden (esim. ilmastonmuutos, energia ja vesi) mielekkääseen opiskeluun.

Tutkimuksellisen työtavan käyttö on todettu parantavan oppilaiden ajattelutaitoja sekä kykyä muotoilla tieteellisiä kysymyksiä. Lisäksi se on usein kehittänyt oppilaiden valmiuksia suunnitella kokeellisia töitä. Siitä toivotaan olevan apua nuorten mielenkiinnon herättämisessä luonnontieteiden opiskelua ja ammatteja kohtaan.

Mitä materiaalia ja tukea saatavilla?

Työtapaan siirtymistä suositellaan pienin askelin, jotta se onnistuisi parhaalla mahdollisella tavalla. Tutkimusten mukaan opettajan on osattava asettaa aluksi tavoitteet tarpeeksi matalalle, jotta se motivoi oppilaita parhaalla mahdollisella tavalla.

Tutkimuksellisen opiskelun haasteina usein tuodaan esille perinteiseen opiskelijajohtoiseen opetukseen tottuneiden oppilaiden motivoiminen, tehtäväksi annetun tiedonhaun tai tutkimuksen oikea suorittaminen sekä riittävä taustatieto. Oppilaiden tulee ymmärtää, mitä opetuksessa tavoitellaan. Tutkimuksen teko vaatii oppilaalta usein tavallista enemmän aikaa suunnitella tutkimusta ja perehtymistä siihen. Tutkimukselliseen opiskeluun on koulussa käytössä usein rajallinen aika.

Konkreettista materiaalia on saatavilla runsaasti useiden oppikirjoissamme olevien ohjeiden lisäksi. Esimerkiksi perusopetuksen tueksi on saatavilla Inquiry in action ja Ksenonit-opas. Lukio-opetuksen tueksi on Opetushallitus julkaissut jo vuosia sitten teoksen Luonnontieteellisen tutkimuksen tekeminen koulussa.

Tutkiva lähestymistapa kemian opetukseen -verkkokirjassa (2010) on useita artikkeleita sen hyödyntämisestä kemian opetuksessa.

Äskettäin julkaistun IAP-ohjelman raportissa esitetään pedagogisia vinkkejä sen toteuttamiseen kouluopetuksessa sekä suosituksia sen käytön lisäämiseksi kouluopetuksessa.

Iloa tutkimuksellisesta opiskelusta luonnontieteiden opetuksessa!

Toivomme aiheesta keskustelua aiheesta LUMA Sanomissa: Miten Sinä olet käyttänyt tutkimuksellista opiskelua LUMA -aineiden opetuksessa? Milloin se on ollut hyödyllistä ja milloin haasteellista? Miten se kannattaisi aloittaa, jos ei ole ennen käyttänyt? Minkälaisia järjestelyjä koulussasi on tehty sen toteuttamiseksi? Voisitko antaa jonkin konkreettisen ohjeen sen toteuttamiseen mielekkäästi? Minkälaista tukea tarvitaan kouluopetukseen sen käytön edistämiseksi eri asteilla?

Teksti: Maija Aksela.

Iloinen Uuden Vuoden tervehdys, hyvät LUMA-ystävät!

On ilo aloittaa vuosi muistelemalla vilkasta LUMA-toimintavuotta eri puolilla Suomea. Tavoitteeksi asetetun monipuolisen vuorovaikutuksen eri asteiden opettajien, tulevien opettajien, tutkijoiden ja eri yhteistyötahojen välillä lasten ja nuorten parhaaksi voidaan todeta toteutuneen suhteellisen hyvin.

Havaittavissa on innostuneen me-hengen lisääntyminen koko Suomessa. Uusia toimijoita (mm. Helsingin yliopiston lääketieteellinen tiedekunta ja farmasian tiedekunta) on tullut mukaan. Lämmin kiitos mukavasta yhteistyöstä kaikille toimintaan osallistuneille opettajille, tuleville opettajille, kouluttajille, tutkijoille sekä lukuisille yhteistyötahoille ja rahoittajille! Yhdessä olemme enemmän!

Toiminta aktiivista ja monipuolista

Vuoden 2010 toiminnan voidaan todeta olleen aktiivista ja monipuolista. Uutta tutkimustietoa LUMA-tieteistä ja niiden opetuksesta tuotiin edellisvuosien tapaan esille muun muassa koulutusten, seminaarien, verkkopalvelujen, uusien oppimisympäristöjen ja materiaalien, leirien ja kerhotoiminnan kautta sekä koulujen hyviä käytäntöjä levitettiin. Uutena oppimisympäristönä avattiin F2k-opetuslaboratorio Helsingin yliopiston Fysiikan laitokselle fysiikan opetuksen tueksi.

Uutena onnistuneena avauksena oli kansainvälinen Millennium Youth Camp -leiri lahjakkaille nuorille yhteistyössä Tekniikan Akatemian ja 23 muun yhteistyötahon kanssa. Leirille haki jopa noin tuhat lahjakasta nuorta 62 maasta. Leirin merkitystä kuvaa hyvin yhden leirille osallistuneen nuoren kommentti: “Ensimmäistä kertaa elämässäni tunsin kuuluvani johonkin ja lahjakkuuttani arvostettiin.”

Tiedotusta ja viestintää vahvistettiin LUMA-toiminnassa muuan muassa uusien verkkolehtien ja verkkosivustojen kautta. LUMA Sanomat -verkkolehti aloitti toimintansa koko Suomen yhteisenä tiedotus- ja vuorovaikutusfoorumina. Oulun yliopisto avasi OuLUMA-portaalin erityisesti Pohjois-Suomen LUMA-toiminnan tueksi. Kansainvälinen My Science -verkkolehti avattiin nuorille suosittujen lasten ja nuorten verkkolehtien Jippo ja Luova rinnalle.

LUMA-toiminta Suomessa vahvistuu

Koko Suomen LUMA-toiminnan näkökulmasta ehkä merkittävintä vuonna 2010 oli 16-jäsenisen kansallisen LUMA-neuvottelukunnan perustaminen. Sen tehtävänä on koordinoida ja kehittää Suomessa tapahtuvaa LUMA-toimintaa yhteisen strategian pohjalta. Neuvottelukuntaan kuuluu jäseniä korkeakouluista, opetushallinnosta, elinkeinoelämästä, järjestöistä, Kuntaliitosta ja tiedekeskuksista. Se tekee yhteistyötä kaikkien LUMA-aineiden opetuksesta kiinnostuneiden tahojen kanssa.

Kansallisen LUMA-neuvottelukunnan tavoitteena on tukea aktiivisesti opettajia ja opinto-ohjaajia LUMA-aineiden opettamiseen ja opiskeluun liittyvissä asioissa. Opettajien ideoita ja toivomuksia kuunnellaan ja yhteistyössä kehitetään toimintamuotoja LUMA-tavoitteiden edistämiseksi eri puolilla Suomea. Toivomme, että opettajat eri asteilla ovat aktiivisesti yhteydessä LUMA-neuvottelukunnan jäseniin sekä keskusten koordinaattoreihin ja tuovat esille ideoita sekä myös kehitettäviä epäkohtia.

Kansallisen LUMA-neuvottelukunnan tavoitteena on tukea LUMA-toimintaa erityisesti eri puolilla Suomessa toimivien LUMA-keskusten kautta: lisätä toiminnan jatkuvuutta ja vakiinnuttamista sekä auttaa keskuksia verkostoitumaan. LUMA-keskusverkostoon kuuluivat vuonna 2010 valtakunnallinen LUMA-keskus Helsingin yliopistossa, valtakunnallinen Resurscentrum Åbo Akademissa, Pohjois-Suomen LUMA-keskus OuLuma Oulun yliopistossa sekä Itä-Suomen LUMA-keskus Itä-Suomen yliopistossa.

Uusia LUMA-keskuksia avataan iloksemme vuonna 2011 ainakin kolme. 14. tammikuuta 2011 on Keski-Suomen LUMA-keskuksen avajaiset Jyväskylän yliopistossa! Luvassa on myös Länsi-Suomen ja Pirkanmaan alueiden LUMA-keskusten avajaiset Turkuun ja Tampereelle. Niistä voit kysyä lisää esimerkiksi keskusten LUMA-neuvottelukunnan jäseniltä.

LUMA-verkoston yhtenä tehtävänä on myös mediavaikuttaminen. Päättäjien ja suuren yleisön tietoisuutta LUMA-aineista ja niiden merkityksestä pyritään lisäämään. Ensimmäinen yhteinen kannanotto tehtiin perusopetukseen liittyen ja se julkaistiin mm. Suomen Kuvalehdessä.

Vuoden 2011 tavoitteet, teemat ja toiminta

Vuoden 2011 LUMA-toiminnan tavoitteena on toiminnan vakiinnuttaminen eri puolille Suomea ja opettajien sekä koulujen aktivoiminen verkostoon entistä paremmin. Yhteistyön edistämiseksi toteutetaan kyselytutkimus eri asteiden opettajille LUMA-tarpeista ja -toiveista sekä vahvistetaan LUMA-aktiviteetteihin liittyvää tutkimusta sekä vaikuttavuustutkimusta.

Lasten ja nuorten kiinnostusta LUMA-aineisiin, tietotekniikkaan ja teknologiaan pyritään lisäämään yhteistyössä opettajien ja eri yhteistyötahojen kanssa tuomalla esiin entistä enemmän tietoa suomalaisesta osaamisesta, tutkimuksesta ja innovaatioista, opiskelumahdollisuuksista ja työelämästä. Suomi on kansainvälisesti tunnettu korkeatasoisesta tutkimuksesta ja innovaatioista. Meillä on paljon näytettävää ja kerrottavaa tulevaisuuden tekijöille!

Vuoden 2011 kaikessa LUMA-toiminnassa tuodaan esille seuraavia strategiassa esillä olevia teemoja: 1. Ihminen, terveys ja hyvinvointi, 2. LUMA-aineet, tietotekniikka, teknologia ja taide, 3. YK:n Kansainvälinen kemian vuosi ja 4. Mielenkiintoinen matematiikka.

Vuoden 2011 päätapahtumana koko Suomessa on kuudennen kerran järjestettävät valtakunnalliset LUMA-tiede -ja teknologiapäivät 2011 , jotka järjestetään huhtikuussa Helsingissä Meilahden kampuksella yhteistyössä Helsingin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan kanssa.

Se on maksuton koulutustapahtuma kaikkien asteiden opettajille ja tuleville opettajille sekä LUMA-ystäville. Lämpimästi tervetuloa!

Tiedottaminen LUMA-toiminnasta

Koko Suomen LUMA-toimintaa ja ajankohtaisia aiheita tuodaan esille yhteisessä vuorovaikutteisessa LUMA Sanomat -verkkolehdessä (nk. LUMA-portaali). Lisäksi käytössänne on LUMA-klubi Facebookissa. Eri korkeakoulujen LUMA-keskuksilla ja yhteistyötahoilla on lisäksi omia tiedotuskanavia ja verkkosivuja.

Kerran kuukaudessa tiedotetaan nk. Luma-uutiset -sähköpostikirjeellä ajankohtaisista kuulumisista. Voit lähettää vinkkejä ja palautetta sekä LUMA Sanomiin että LUMA-uutiskirjeeseen. Kerrothan siitä mahdollisuudesta kollegoillesi, jotta saisimme mahdollisimman hyvin kaikki opettajat yhteiseen verkostoon.

Kaikissa kansallisen LUMA-verkoston toimintaan liittyvissä käytännön kysymyksissä ja ideoissa ole yhteydessä koordinaattori Jenni Västinsaloon tai muiden LUMA-keskusten koordinaattoreihin (ks. LUMA-verkosto). Jenni toimii myös LUMA Sanomat -verkkolehden päätoimittajana.

Yhteistyössä eteepäin!

Paljon iloa ja mukavia elämyksiä vuonna 2011!

Parhain yhteistyöterveisin,

Maija Aksela

Miten turvaamme jatkossa kaikkien nuorten − tyttöjen ja poikien − mahdollisuudet sekä yhteiskunnan että työelämän edellyttämään osaamiseen? Miten saamme riittävästi osaajia lukuisille matematiikka ja luonnontieteitä tarvitseville aloille? Miten tuemme entistä paremmin nuorten luovuuden, kriittisen ajattelun ja persoonallisuuden kehittymistä?

Kysymykset ovat hyvin ajankohtaisia perusopetuksen uudistuksen kynnyksellä, jossa luodaan suuntaviivat nuortemme sekä koko Suomen hyvälle tulevaisuudelle.

Nuoret tarvitsevat monipuolisen yleissivistyksen, johon kuuluu tärkeänä osana laaja matemaattis-luonnontieteellinen ja teknologinen sivistys päätöksen teon pohjana sekä yhteiskunnassa että kuluttajana. Nuorten motivoinnin ja kiinnostuksen edistäminen on erityisesti keskeinen haaste, sillä LUMA-aineet kärsivät useilla opiskelualoilla opiskelijapulasta. Kiinnostuksen herättäminen matematiikan, luonnontieteiden ja teknologian opiskeluun on myös yksi Euroopan komission asettamia ajankohtaisia koulutuksen päätavoitteita. Kiinnostuksen lisäämiseksi on keskeistä lisätä myös lasten ja nuorten tietoisuutta Suomen matemaattis-luonnontieteellisestä ja teknologisesta kehityksestä osana omaa kulttuurituntemusta.

Perusopetus 2020 -työryhmän esityksessä yhdeksi painopistetavoitteeksi on määritelty matemaattinen, luonnontieteellinen ja teknologinen osaaminen. Kansallinen luonnonvarastrategia korostaa myös luonnonvaroihin liittyvän osaamisen merkitystä Suomessa. Maamme kilpailukyky ja selviytyminen perustuu myös luonnon ja luonnonvarojen kestävään käyttöön sekä uusien innovaatioiden löytämiseen.

Työryhmän esittämät yhteiset tuntimäärät ja valinnaisuuden toteutusmalli eivät kansallisen LUMA-neuvottelukunnan mielestä valitettavasti tue esitettyjä tavoitteita. Vaikka matematiikan tuntimäärä pysyisi ennallaan, ehdotetaan biologian, fysiikan, kemian ja maantiedon opetuksen yhteisiä tuntimääriä vähennettäväksi 30%. Lisäksi matematiikan ennallaan pysyvä tuntimäärä on pienempi kuin OECD-maissa keskimäärin, eikä luonnontieteiden vähentäminen tue matematiikan opetuksen roolia lapsen loogisen ajattelun ja päättelykyvyn kehittäjänä.

Valinnaisuuden toteuttaminen työryhmän ehdottamalla tavalla Ympäristö, luonnontieto ja teknologia -oppiainekokonaisuuden sisällä vahvistaa helposti entisestään tyttöjen ja poikien valintojen eriytymistä jo peruskouluvaiheessa. Työryhmän ehdotuksessa myös mahdollisuudet tietotekniikan ja viestintätekniikan opiskeluun ja sen monipuoliseen käyttöön heikkenevät.

Luonnontieteiden opetuksessa, jossa luova kokeellisuus on olennaista, tarvitaan huomattavan paljon enemmän aikaa ilmiöiden monipuoliseen käsittelyyn sekä niiden ymmärtämiseksi. Kokeellinen tutkiva opetus tukee muun muassa tärkeitä ajattelun, käden taitojen, kekseliäisyyden ja vuorovaikutustaitojen kehittymistä. Se tuottaa nuorelle myös paljon oivaltamisen iloa ja elämyksiä. Jos olennaista kokeellista opetusta luonnontieteissä vähennetään, nuorten motivaatio- ja osaamisen taso laskee, jolloin erityisesti kemian ja fysiikan jatko-opintoihin hakeutuminen vähentyy.

Luonnontieteiden opetukseen on ehdotettu valinnaisuutta, jotta voitaisiin opettaa monitieteisesti. Esitetty valinnaisuusmalli on uhkana erityisesti tyttöjen uravalinnoille. On olemassa vaara, että tytöt eivät valitse fysiikan ja kemian valinnaisia opintoja eikä matematiikan vaativimpia kursseja, koska ne koetaan usein miesten ammatteihin kuuluviksi. Se voi vähentää tyttöjen hakeutumista luonnontieteiden ja tekniikan aloille, ja lisää ei-toivottavaa työelämän segregaatiota.

Maamme tietoyhteiskuntakehitys, kestävän kehityksen haasteet ja kilpailukyvystä huolehtiminen edellyttävät, että kouluissamme panostetaan tasa-arvoisesti ja määrätietoisesti kaikkien peruskoululaisten matematiikan, tieto- ja viestintätekniikkaan sekä luonnontieteiden osaamiseen. Nämä tavoitteet voidaan saavuttaa hyvillä päätöksillä sekä rakentavalla yhteistyöllä eri oppiaineiden kesken.

Teksti: Maija Aksela.

 

Professori, LUMA-keskuksen johtaja Maija Aksela on nimetty Euroopan komission koulutuksen ja kulttuurin pääosaston koordinoiman matematiikkaa, luonnontieteitä ja tekniikkaa käsittelevän temaattisen työryhmän Suomen edustajaksi.

Viimeisten vuosikymmenten aikana Euroopassa on kohdattu yhä kasvava kysyntä pätevistä osaajista erityisesti matematiikan, tieteiden ja tekniikan aloilla. Muun muassa opetussuunnitelmilla, oppijoiden motivaatiolla, uusilla oppimisympäristöillä sekä opettajien roolilla on vaikutuksia matematiikan, luonnontieteiden ja teknologiakasvatuksen oppimistuloksiin. Euroopan komission alaisen temaattisen työryhmän yhtenä oleellisena tehtävänä onkin matematiikan, luonnontieteiden ja tekniikan oppimisen edistäminen Euroopassa.

Lisätiedot

* Professori Maija Aksela, puhelin (09) 191 50516 tai 050 514 1450, sähköposti maija.aksela[at]helsinki.fi
* Ylitarkastaja Johanna Koponen, Opetus- ja kulttuuriministeriö, puhelin (09) 160 77924 tai 040 540 3078, sähköposti johanna.koponen[at]minedu.fi

Helsingin yliopiston geotieteiden ja maantieteen laitoksen tammikuussa 2009 käynnistyneellä kaupunkimaantieteen erikoiskurssilla opiskelijat tutkivat lähiöiden kehittämistä. Useita tutkimustahoja, kaupungin viranhaltijoita ja asukkaita kiinnosti, miten parantaa asumisen ja arjen laatua moniongelmaisessa Peltosaaren lähiössä Riihimäellä.

Professorien Mari Vaattovaaran ja Matti Kortteisen johtama kurssi pohjautui usean vuoden aikana kehitettyyn työtapaan, jossa käsitys alueesta rakennetaan opiskelijalähtöisesti, tutkimalla oppien. Kurssin alussa opiskelijaryhmät luovat käsityksen alueesta keräämällä aineistoa, vierailemalla paikan päällä ja tapaamalla asiantuntijoita. Opettajien aikaisemman tiedon pohjalta rakentamat tutkimustehtävät ohjaavat ryhmät työnsä alkuun. Käsitys alueesta, varsinaiset tutkimuskysymykset, työskentelytavat ja teemat muotoutuvat kuitenkin ryhmien yhteisissä seminaarikeskusteluissa. Tapaamisissa opiskelijat esittelevät löydöksiään, vaihtavat tietoja ja pohtivat, mikä havainnoissa on merkityksellistä.

Parhaimmillaan opiskelijat muodostavat verkoston, jossa ryhmätöiden tulokset täydentävät toinen toisiaan. Tuloksena on kokonainen uusi empiirinen tutkimus valitusta teemasta. Mielenkiintoisten tutkimustulosten ohella opiskelijat oppivat yhteiskunnallista vaikuttamista. Kun tutkimus on avointa ja tulokset raportoitu huolella, työstä kiinnostuvat sekä paikallislehdet että opiskelijoiden esityksiä tiedotusseminaareissa kuulevat. Tuloksista julkaistu tutkimusraportti herätti kansallistakin kiinnostusta.

Mitä lähiöiden kehittämisestä sitten selvisi? Opiskelijat tutkivat kolmen kuukauden ajan Peltosaaren lähiön historiaa, yhdyskuntasuunnittelua, sosiaalista rakennetta sekä asukkaiden ja kaupungin viranomaisten näkemyksiä alueesta. Nopean teollistumisen ja väestönkasvun odotuksin 1960–1970-luvuilla rakennettu Peltosaaren lähiö Riihimäellä ei deindustrialisaation, maineensa ja taloudellisen laskusuhdanteen takia menestynyt. Asuinalueen väestöpohja muodostui seudullisten asuntomarkkinoiden kautta heikoksi, ja Peltosaaresta muodostui rakenteellisen työttömyyden ja sosiaalisten ongelmien erityinen paikallinen keskittymä.

Peltosaaren keskeinen sijainti tarjoaa hyvän mahdollisuuden kehittää aluetta, mutta rakennusten kunnostaminen ei yksin riitä. Tutkimuksen lopputulemana on, että sosiaalinen näkökulma lähiöiden peruskorjaamisessa on vakava. Pelkän fyysisen korjaamisen sijaan tarvitaan asuntomarkkinoihin, alueen sosiaaliseen rakenteeseen ja alueelle suuntautuvaan kysyntään liittyvää harkintaa. Kuten maantieteilijät usein korostavat, on huomioitava myös ihmiset.

Yliopisto-opetuksessa ja erityisesti maisterivaiheen kursseilla tutkimukset ovat laajoja, mutta pienemmässä mittakaavassa opiskelijoiden yhteiset tutkimusprojektit onnistunevat lukiossa tai peruskoulussakin. Koska vain voi kysyä, mitä omassa asuinympäristössä tapahtuu. Mielenkiintoisia kaupunkimaantieteellisiä tutkimusteemoja löytyy arjesta, maaseutukylän autioitumisesta ja elävöittämisestä aina kauppakeskuksen rakentamiseen kaupungin laidalle.

Tutkimustulokset ja kurssin toteutus on raportoitu Asumisen rahoitus- ja kehittämiskeskus ARA:n julkaisussa: Mari Vaattovaara, Matti Kortteinen & Rami Ratvio (2010). Miten kehittää lähiötä? – Tapaustutkimus Riihimäen Peltosaaresta, metropolin laidalta. Suomen ympäristö 46/2009.

Teksti: Rami Ratvio.

Tampereen normaalikoululla työskentelevä Päivi Portaankorva-Koivisto on opiskellut yliopistolla matematiikka pääaineenaan. Opetettavina aineina hänellä ovat myös kemia ja tietotekniikka. Lisäksi hän on opiskellut kasvatustiedettä.

– Väitöstyöni tutkimusaihe täsmentyi työskennellessäni matemaattisten aineitten didaktikkona Tampereen opettajankoulutuslaitoksella aineenopettajakoulutuksessa, kertoo Päivi. – Innostuin laitoksemme pääaineopiskelijoista ja heidän kasvuprosessistaan matematiikan opettajiksi..

Matematiikan tunnin vuorovaikutteisuus tärkeää

Tutkija tarkoittaa elämyksillä välittömästi itse koettuja, kestäviä ja merkittäviä kokemuksia, joita matematiikan tunneilla voidaan tavoitella joko sisältöjen tai työskentelytapojen kautta.

Portaankorva-Koiviston tutkimuksessa keskeisiksi matematiikan opetuksen elämyksellisyyden piirteiksi nousivat vuorovaikutuksellisuus, kokemuksellisuus, havainnollisuus, tutkimuksellisuus, yhteistoiminnallisuus ja matematiikan kielenomaisuus. Oppimiskokemus vahvistuu, kun oppilaat innostetaan väittelemään, selittämään ja perustelemaan matemaattisia oivalluksiaan.

Oppilaantuntemus auttaa matematiikan opettamisessa

Tutkimuksen mukaan opettajan on olennaista tiedostaa oma suhteensa matematiikkaan. Jos matematiikka on opettajalle sääntökokoelma, joka välitetään opetuksessa oppilaille, se heijastuu välttämättä omiin työskentelytapoihin ja luokkatyöskentelyn suunnitteluun.

– Nuorelta opettajalta vie aikansa huomata, että tapa, jolla hän on itse aikoinaan oppinut matematiikkaa, ei ole välttämättä se ainoa oikea tapa opettaa sitä, sanoo Päivi Portaankorva-Koivisto.

Havahtuminen oman opettamisen reflektointiin edellyttää opettajalta oppilaantuntemusta, joka kehittyy työvuosien aikana. Tutkija pohtii keinoja jouduttaa oppilaantuntemuksen kehittymistä ja ehdottaa, että opettajaopiskelijat voisivat opettaa samaa ryhmää pitempään. Tällöin opettajaksi opiskelevalla pääsisi seuraamaan oppilaiden edistymistä.

– Tulevalla työyhteisöllä on suuri merkitys nuoren opettajan kasvuprosessissa. Vaatii paljon rohkeutta etsiä omaa tapaansa opettaa kokeneiden opettajien joukossa.

Matematiikka on kaunista ja eleganttia

Miten sitten matematiikan opetusta pitäisi kehittää? Millaista tulevaisuuden matematiikan opetus voisi olla? – Tutkimukseeni nojautuen toivon, että matematiikan opetukseen voitaisiin tulevaisuudessa kytkeä enemmän elämyksellisiä piirteitä, miettii Päivi. – Toivon, että jokainen oppilas voisi kokea matematiikasta jotain myös tieteenalana, eikä vain koulumatematiikassa korostuvana välinearvona, jota niin moni oppilaista lisäksi kyseenalaistaa. Matematiikka on kuitenkin yhtä aikaa kaunista ja eleganttia, ongelmaratkaisua ja väline kommunikoida ja vaikuttaa.

Haaste kokeneille opettajille: tukekaa vastavalmistuneita

Tutkija toivoo enenmmän aikaa nuoren matematiikan opettajan kasvuprosessille. Erityisen tärkeänä hän näkee aidon dialogin kokeneiden opettajien ja vastavalmistuneiden nuorten opettajien välillä.

– Elämykset sekä opettajankoulutuksessa että koulussa ovat yhtä tärkeitä nuorille opettajille kuin sitten myöhemmin heidän oppilailleenkin.

Päivi Portaankorva-Koivisto toivoo myös enemmän keskustelua aidon yhtenäisen perusopetuksen opettajuudesta. Dialogi luokanopettajuuden ja aineenopettajuuden yhteisistä tavoitteista veisi varmasti myös matematiikan oppimista eteenpäin.

FM Päivi Portaankorva-Koiviston kasvatustieteen (opettajankoulutus) alaan kuuluva väitöskirja Elämyksellisyyttä tavoittelemassa – narratiivinen tutkimus matematiikan opettajaksi kasvusta (In Search of Lived Experiences – a Narrative Research on the Growth Process of Becoming a Teacher of Mathematics) tarkastetaan 16.10.2010 klo 12 Tampereen yliopiston Pinni B-rakennuksen luentosalissa 1097, Kanslerinrinne 1, Tampere. Vastaväittäjänä on professori Pekka Kupari (Jyväskylän yliopisto). Kustoksena toimii professori Harry Silfverberg.

Tutustu Päivi Portaankorva-Koiviston väitöskirjaan »

Teksti: Tampereen yliopisto. Kuva: Marja-Leena Korte-Suonpää.

Lukuisat koulut ympäri Suomea – pohjoisin Rovaniemeltä ja eteläisin Helsingistä – käynnistivät mittavan yhteistyöprojektin ilmanlaadun tutkimiseen. Oppilaat asensivat syyskuun alussa yliopiston tutkimuslaboratoriossa aktivoidut typpidioksidikeräimet kuukauden ajaksi valitsemiinsa kohteisiin. Näytteenottoajan kuluttua keräimet lähetetään jälleen tutkimuslaboratorioon analysoitaviksi Helsingin yliopiston LUMA-keskuksen toimesta. Analyysitulosten perusteella oppilaat laskevat lopulliset typpidioksidipitoisuudet ja jakavat tiedot verkossa. Lopullinen keskustelu käydään LUMA– ja teknologiaviikolla oppilaitosten ja asiantuntijoiden kesken Liikkeelle!-hankkeen Linkki-oppimisympäristössä.

Typpidioksidimittaus-projektin taustaa

Kestävän kehityksen perusteiden mukaista on, että oppilas osaa mitata, arvioida ja analysoida sekä luonnonympäristössä että kulttuuri- ja sosiaalisessa ympäristössä tapahtuvia muutoksia. Opetussuunnitelmassa korostetaan erityisesti kokeellisuutta kestävän kehityksen opetuksen tukena. Kokeellisuus on tullut kouluihin jäädäkseen, eikä se ole enää harvinaista. Veden määrittämiseen löytyy paljon erilaisia kouluille sopivia ohjeita ja jokaiselta koululta löytyvät myös tarvittavat välineet, mutta maaperän ja ilmanlaadun kokeellisessa tutkimisessa tilanne on toinen. Kouluissa onkin esimerkiksi ilman ja ilmakehän kokeellinen tutkiminen jääkin hyvin heikoksi.

Vuosi 2010 on ilmastonmuutoksen hidastamisen vuosi. Pohjoismainen ilmastopäivä on 11.11.2010 eli juuri LUMA– ja teknologiaviikolla, jolloin koulujen mittaustuloksista keskustellaan Linkki-oppimisympäristössä. Miten voitaisiin kouluissa uudella tavalla tutkia ilmanlaatua?

Liikkeelle!-hanke pisti rattaat liikkeelle

Mielenkiinto heräsi vuosi sitten Liikkeelle!-hankkeessa toteutetussa typpidioksidin mittausprojektissa. HSY:n käyttämää ja kehittämää analyysimenetelmää soveltamalla kouluihin passiivikeräimiä voitaisiin käyttää mittaamaan kuukauden ajan typen oksideja oppilaiden valitsemissa paikoissa. Ennen käyttöä passiivikeräimet pitää kuitenkin aktivoida metanolilla. Metanolin käsittely voi tuottaa ongelmia kouluille, koska kemikaalin käsittelyyn tarvitaan vetokaappi ja kuivauskaappi. Antureiden analyysi ei onnistu tavallisesta kemianluokasta löytyvillä varusteilla, sillä tarvittavia laitteita – spektrofotometriä ja ionisaatioallasta – löytyy harvasta koulusta.

Yhteistyöllä tuloksia

Useimmilla korkeamman asteen oppilaitoksilla ja yliopistoilla on laaja välinevalikoima ja osaava henkilökunta. Kouluja vaivaava välineiden puute edesauttausi tekemään yhteistyötä keräinten aktivoinnissa ja analysoinnissa lähellä olevien ammattikorkeakoulujen, yliopistojen ja alueellisten LUMA-keskusten kanssa.

Mahdollisuudet käsitellä ilmanlaadun tutkimustuloksia eri oppiaineissa kannustaisi niiden väliseen poikkitieteelliseen oppimiseen. Yhdessä paikkakunnan viranomaisten kanssa opiskelijat voisivat etsiä sopivia mittauskohteita, jolloin tulokset hyödyntäisivät myös ympäristöviranomaisia. Samalla korostuisi yhteistyö kunnan päättäjien kanssa.

Eri paikkakunnilla tapahtuva samanaikainen mittaaminen herättää erityisen mielenkiinnon muiden paikkakuntien mittaustuloksia kohtaan. Yhteinen verkossa oleva tiedotusalusta on erinomainen väline tulosten julkistamiseen, vertailemiseen ja niiden merkitysten analysoimiseen. Opiskelijat voivat kommentoida ja tutkia saatuja tuloksia sekä kysellä asiantuntijoilta ratkaisuja ongelmiin.

Kokonaisuudessaan ilmanlaadun mittaaminen on mielenkiintoinen aihealue. Se ei pelkästään anna kouluille mahdollisuuden mitata ilman typpidioksidipitoisuutta kokeellisesti, vaan se luo myös hyvän mahdollisuuden verkostoitumiseen.

Teksti: Päivi Ojala.