Kemian opettajien kokemat huolenaiheet MarvinSketch-ohjelmiston omaksumisessa

Ylioppilaskirjoitusten sähköistämishanke toteutettiin 2010-luvun loppupuolella. Hankkeen alusta lähtien ongelmia oli tuottanut sopivan molekyylimallinnusohjelmiston saaminen osaksi Abittikoeympäristöä ja ylioppilaskirjoituksia. Lopulta Ylioppilastutkintolautakunta (YTL) ilmoitti keväällä 2017 lisänneensä MarvinSketch-molekyylimallinnusohjelmiston osaksi Abittia. YTL:n tekemä päätös MarvinSketch:in lisäämisestä Abittiin oli varsin poikkeuksellinen, sillä se rajoittaa paljon opettajien autonomiaa. Suurimmalle osalle opettajista MarvinSketch on täysin tuntematon ohjelmisto, joten he joutuvat opettelemaan sen käyttämisen, jotta he voivat opettaa ohjelmiston käyttöä opiskelijoille. Opettajat siis käytännössä pakotetaan omaksumaan MarvinSketch-ohjelmiston käyttö alusta alkaen.

Tässä pro gradu -tutkielmassa tutkittiin opettajien kokemia huolenaiheita, joita he kokevat omaksuessaan MarvinSketch-ohjelmiston käyttöä. Tutkimus toteutettiin huolenaiheisiin perustuvalla omaksumismallilla. Mallin mukaan innovaation (tässä tutkimuksessa MarvinSketch) omaksumisen aikana yksilön kokemat huolenaiheet voidaan jakaa selkeisiin kategorioihin ja että huolet muuttuvat loogisesti omaksumisen aikana. Näistä kategorioista käytetään nimitystä huolenaiheiden tasot. Lisäksi huolenaiheita kartoittamaan on luotu huolenaihekyselylomake, jota käytettiin tämän tutkimuksen mittarina.

Tässä tutkimuksessa opettajat jaettiin ryhmiin ohjelmiston käyttötason ja opetuskokemuksen mukaan. Näiden ryhmien kokemia huolenaiheita tutkittiin sitten erikseen. Tulosten mukaan opettajat kokevat hyvin samantapaisia huolia MarvinSketch-ohjelmiston omaksumisen aikana riippumatta opetuskokemuksesta tai käyttötasosta. Suurinta huolta opettajille aiheuttaa ohjelmiston käyttöön ja henkilökohtaisiin asioihin liittyvät kysymykset, kun taas ohjelmiston vaikutus opiskelijoihin ei näytä huolettavan opettajia. Kaavioon 1 on koottuna tutkimuksen tulokset kokonaisuudessaan. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että opettajat haluavat tietoa ohjelmiston perusominaisuuksista, käyttövaatimuksista, sekä pedagogisesti mielekkäästä tavasta käyttää ohjelmistoa. Tulosten perusteella on tarkoitus kehittää opettajille suunnattuja MarvinSketch-koulutuksia vastaamaan paremmin opettajien tarpeita.

Tutustu koko tutkimukseen.

Kaavio 1. Tutkimuksen tulokset kokonaisuudessaan.
Kaavio 1. Tutkimuksen tulokset kokonaisuudessaan.

Teksti: Topias Mällinen

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