Author: Johannes I S Pernaa

Posted on

Molekyylimallinnuksen relevanssi kemian opetuksen työtapana

Kokevatko yläkoululaiset tietokoneavusteisen molekyylimallinnuksen relevantiksi työskentelytavaksi? Tähän kysymykseen etsittiin vastausta kesällä yksiköstä valmistuneen FM Oona Kiviluodon pro gradu -tutkimuksessa. Tutkimus toteutettiin määrällisenä survey-tutkimuksena, jonka aineisto koostui talven aikana Kemianluokka Gadolinissa vierailleista oppilasryhmistä, joiden opintokäynti sisälsi molekyylimallinnusta.

Kiviluodon tutkimus toi uutta tietoa aiheen tieteelliseen keskusteluun. Aikaisempien tutkimusten perusteella tiedettiin, että oppilaat pitävät tietokoneavusteisesta molekyylimallinnuksesta ja kokevat sen tukevan kemian ymmärtämistä, mutta työtavan relevanssista ei ollut aikaisempaa tutkimustietoa. Relevanssin teoreettisena viitekehyksenä käytettiin Stuckeyn ja kumppaneiden (2013) relevanssimallia, jonka mukaan relevanssi voi olla henkilökohtaista, ammatillista tai yhteiskunnallista.

Suoritetun tutkimuksen mukaan molekyylimallinnus tuki oppilaiden käsitystä siitä, että kemianosaamista tarvitaan yhteiskunnassa ja että kemistin ammatissa käytetään erilaisia tietokoneavusteisia menetelmiä. Tietokoneavusteinen molekyylimallinnus on keino tukea kemian opetuksen relevanssia monipuolisesti.

Kiviluoto suosittelee molekyylimallinnuksen ottamista omaan opetukseen. Tekninen kynnys on pieni, sillä selaimessa toimivat ilmaiset ohjelmistot (kuten edumol.fi ja molview.org) eivät vaadi erillistä asennusta koneelle. Mallinnuksessa vaadittava sisällöllinen osaaminen kattaa käsitteet atomi, molekyyli ja sidos, jonka takia molekyylimallinnus soveltuu hyvin esimerkiksi 7.-luokalle.

Tutustu koko tutkimukseen tästä.

 Teksti ja kuva: Oona Kiviluoto
 Toimitus: Johannes Pernaa
Posted on

Uutta tutkimustietoa kestävän kehityksen ja kiertotalouden opettamisesta

Kesällä 2018 yksiköstämme valmistunut FM Hanna Mustikkaniemi selvitti pro gradu -tutkimuksessaan aineenopettajaopiskelijoiden käsityksiä kestävästä kehityksestä ja kiertotaloudesta. Tutkimusaihe on tärkeä ja ajankohtainen. Se on otettu vahvasti huomioon myös opetussuunnitelmien perusteissa, jossa kestävä kehitys mainitaan 168 kertaa.

Kestävä kehitys on monialainen aihe, joka koostuu ekologisista, sosiaalisista ja taloudellisista näkökulmista. Monialaisuutensa ansiosta se on mainio aihe eheyttävään opetukseen – teema yhdistää elinympäristön ja yhteiskunnan luonnollisesti koulumaailmaan, mutta vaatii myös usean oppiaineen tietojen ja taitojen osaamista sekä soveltamista.

 

Mustikkaniemi keräsi gradun tutkimusaineiston Matematiikka ja luonnontieteet yhteiskunnassa -kurssin yhteydessä vuosien 2015–2017 aikana. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää opiskelijoiden käsityksiä kestävästä kehityksestä ja kiertotaloudesta. Lisäksi tutkittiin, miten opiskelijat toteuttaisivat kestävän kehityksen opetusta kurssin jälkeen.

Tutkimuksessa havaittiin, että käsitykset etenkin kestävästä kehityksestä ovat painottuneet sen ekologiseen osa-alueeseen. Kestävän kehityksen opettamiseen opiskelijat hyödyntäisivät mieluiten kurssillakin hyödynnettyjä opetusmenetelmiä eli eheyttävää opetusta, vierailuja ja projekteja.  Projektipohjainen oppiminen nähtiin innostavana opetusmenetelmänä. Työtapa motivoi, antaa mahdollisuuden laajan näkökulman kehittymiseen ja opettaa työelämän edellyttämiä taitoja. Sen haasteeksi koettiin oppilaiden henkilökohtaisten tavoitteiden erot ja sopivan tuen tason löytäminen. Lisäksi sen koettiin olevan haastava ja aikaa vievä työtapa opettajalle.

Tutkimus antaa katsauksen opiskelijoiden tämän hetken käsityksiin kestävästä kehityksestä ja kiertotaloudesta. Tutkimustuloksia voidaan hyödyntää myös vastaavanlaisten kurssien kehittämiseen. Tämä tutkimus toimii hyvänä avauksena etenkin kiertotalouteen liittyvän tutkimuksen saralla opettajankoulutuksessa.

Tutustu koko tutkimukseen tästä.

Vinkki opettajille: MALU-Kursseilla on luotu kestävään kehitykseen ja eheyttävään opetukseen pohjautuva yritysyhteistyömalli. Luodut mallit auttavat opettajia erityisesti yhteisöllisten oppimiskokonaisuuksien toteuttamisessa. Vapaasti käytettävissä olevat yhteistyömallit löytyvät täältä: https://maluyhteiskunnassa.wordpress.com/contact/.

Teksti ja kuva: Hanna Mustikkaniemi
Toimitus: Johannes Pernaa
Posted on

Kokemuksia Konneveden kenttäjaksolta

Kemian opetuksen kevät päättyy perinteiseen Tutkiva- ja eheyttävä kemian opetus (TEKO) -kurssin kenttäjaksoon, joka järjestetään vuosittain aina vähän eri paikassa. Viime vuonna se oli Turun yliopiston Saaristomeren tutkimuslaitoksella Seilin tutkimusasemalla Seilin saarella, ja tänä vuonna Jyväskylän yliopiston Konneveden biologisella tutkimusasemalla (7.-9.5).

TEKO

TEKO-kurssi on syventävien opintojen vaihtoehtoinen kurssi, jonka päätavoitteena on saada valmiuksia elinikäiseen ja tutkivaan opettajuuteen, ja harjoitella eheyttävien oppimateriaalikokonaisuuksien suunnittelua ja toteuttamista.

Kurssilla on kemian opetuksen kursseille tyypillinen noviisista asiantuntijaksi toteutusmalli. Kurssin alkuosassa opiskeltiin teoriaa eheyttävän kemian opetuksen asiantuntijoiden (esim. tohtorikoulutettava Outi Haatainen), tutkimuskirjallisuuden ja erilaisten käytännön harjoitusten kautta. Orientoitumisvaiheen jälkeen jakauduttiin ryhmiin, suunniteltiin eheyttävä kemian opetuksen kokonaisuus ja toteutettiin se oikean oppilasryhmän kanssa. Tällä kertaa oppilaat olivat Konneveden peruskoululaisia ja oli mukana myös muutama lukiolainenkin. Opiskelijoiden kehittämät materiaalit julkaistaan toukokuun aikana LUMA-Keskus Suomen StarT-hankkeessa.

Oppilasryhmän kanssa työskentelyä. Kuva: Veli-Matti Vesterinen

Miksi Konnevesi?

Kurssi on mielenkiintoinen, sillä se toteutetaan yhteistyössä Jyväskylän ja Turun yliopistojen Kemian laitosten kanssa. Yhteistyötoteutus järjestettiin tänä vuonna toista kertaa, ja tällä kertaa kenttäjakson isäntänä toimi Jyväskylän yliopisto. Yhteistyö tukee sekä kurssin suunnittelua ja toteutusta. Ensinnäkin kaikki ohjaajat osallistuivat kurssin suunnitteluun: Johannes Pernaa & Jaana Herranen (Helsinki), Anniina Koliseva, Lassi Pyykkö & Jouni Välisaari (Jyväskylä) ja Veli-Matti Vesterinen (Turku). Toiseksi yhteisopettajuuden myötä pystymme hyötymään kaikkien Kemian laitosten erityisosaamisesta ja laitteistosta.

Myös opiskelijat hyötyvät yhteistoteutuksesta. He pääsevät tutustamaan ja verkostoitumaan eri kaupunkien kemian opettajaopiskelijoiden kanssa. Projektivaiheessa yhteistyö ja oppiminen syventyy, sillä uudet ihmiset tuovat omaan ajatteluun paljon aina uusia näkökulmia.

Parasta oli

Opiskelijoiden mielestä kurssilla oli parasta:

  • ”Leirimeininki.”
  • ”Ainut kurssi, jossa ei puuhata vain Kumpulassa. Kenttäjaksolla tutustui opiskelijakavereihin ja ohjaajiin aivan eri tavalla.”
  • ”Kivat iltabileet. Ohjaajat oli ihan törkeen hyviä laulamaan karaokea.”
  • ”Oppilasryhmän kanssa työskentely luonnossa oli uusi kokemus. Ainakin nyt on asiasta kokemusta. Suosittelen kurssia kaikille kemian opettajaopiskelijoille, ja ilman muuta myös kemiaa 2. opetettavana aineena opiskeleville.”

Ensi vuonna onkin sitten Helsingin yliopiston vuoro toimia kenttäjakson isäntänä. Nähdään kurssilla.

Terveisin kurssin ohjaajat