Tulevaisuuden tekijöitä, huomisen humanisteja – näkökulmia tiedekasvatukseen humanistisilla aloilla

Laura Ihalainen ja Ulla Tuomarla

“Kuinka monta sanaa on maailmassa? Osasivatko kivikautiset ihmiset puhua? Miksi ihmiset ovat syntyneet sellaisiksi, että ne osaavat tehdä kaikenlaisia asioita?” kysyvät lapset Helsingin Sanomien suositulla Lasten tiedekysymykset -palstalla1. Kuten kysymyksistä käy ilmi, hämmästely ei kohdistu vain luonnontieteellisiin ilmiöihin, vaan nuoret mielet askaroivat myös humanistisia tieteenaloja koskevien kysymysten parissa. Tätä ihmistieteellistä uteliaisuutta halutaan tukea: Helsingin yliopiston tiedekasvatustoiminta ulottuu nykyään luonnontieteellisten alojen lisäksi myös mm. humanistisiin aineisiin. Mutta mitä tiedekasvatus humanistisissa aineissa oikeastaan on ja miksi se on tärkeää?

Miksi humanistista tiedekasvatusta?

Nykymaailmassa on haasteita, joista osa on paitsi maailmanlaajuisia myös monimutkaisia. Tästä hyvä esimerkki on ilmastonmuutos. Ilmastonmuutos on luonnontieteellinen ilmiö, jonka juurisyyt ovat ihmisen toiminnassa. Tällaisten haasteiden ratkaisemiseen tarvitaan tieteidenvälistä yhteistyötä; tarvitaan tietoa siitä, miten luonto toimii, mutta ilmastonmuutoksen hillitsemiseen tarvitaan myös tietoa siitä, miten asiasta viestitään ihmisille, jotta he muuttavat elämäntapojaan. Toinen ajankohtainen esimerkki on tietokoneet. Niitä voidaan kehittää tekemään vaikka mitä, mutta jos puuttuu ymmärrys siitä, millainen on ihminen koneen käyttäjänä, ei saavuteta hyviä tuloksia. Nämä esimerkit kertovat siitä, miten ymmärrys ihmisestä on väistämättä mukana nykypäivän haasteiden ratkaisemisessa.

Mutkikkaiden ilmiöiden ymmärtäminen ja globaalien haasteiden ratkaiseminen tarvitsevat tutkivaa ajattelutapaa sekä nyt että tulevaisuudessa. Tiedekasvatuksen tavoitteena on kannustaa lapsia ja nuoria, tulevaisuuden tekijöitä, tutkimuksen ja tieteen äärelle sekä auttaa ymmärtämään tutkitun tiedon luonnetta; esimerkiksi millaista on tieteellinen tieto, miten tutkijat toimivat ja miten eri tieteenalojen tutkimusprosessit eroavat toisistaan. Humanististen alojen näkökulmasta tiedekasvatustoiminta tarjoaa tilaa ja työkaluja siihen, että lapset ja nuoret intoutuvat näkemään humanistisia tutkimuskohteita, kuten kieltä ja kulttuuria, kiinnostavina kysymyksinä: paitsi että ne ovat monimutkaisuudessaan kiehtovia ilmiöitä, niitä voidaan myös tutkia tieteellisesti. Humanistisen tiedekasvatuksen tärkeimpänä tavoitteena on ohjata lasta ja nuorta havainnoimaan maailmaa humanistin tavoin, rohkaista heitä kysymään tieteenaloille ominaisia kysymyksiä sekä tukea ja ohjata vastausten etsinnässä.

Yhtäältä humanistisen tiedekasvatustoiminnan tehtävänä onkin tehdä juuri ihmistieteiden näkökulmia lapsille ja nuorille tutuiksi ja laajentaa heidän käsitystään tieteestä ja tutkimuksesta: tiedekasvatuksen avulla ihmistieteiden kiinnostuksen kohteet, kuten historia, filosofia, kielet ja kulttuurit, hahmottuvat tieteen ja tutkimuksen kohteina siinä missä luonnontieteiden piirissä tarkastellut ilmiöt. Humanististen alojen tiedekasvatustyö ohjaa lapsia ja nuoria ihmettelemään maailmaa ja sen ilmiöitä ihmisen toiminnan näkökulmista. Toisaalta myös me humanistit sitoudumme koko tiedekasvatuksen kenttää yhdistävään ajatukseen siitä, että innostuksen ja motivaation syttyminen on oivaltamisen edellytys: tiede tutkivana toimintana on uteliaisuutta, kriittistä ajattelua ja oivaltamisen iloa – alasta riippumatta.

Omaa ääntä etsimässä

Helsingin yliopiston tiedekasvatustoiminta otti ison, monitieteisen askeleen vuonna 2017, kun bio- ja ympäristötieteellisen, kasvatustieteellisen ja matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan yhteinen LUMA-keskus sekä humanistisen tiedekunnan Aineenopettajankoulutuksen kehittämiskeskus (AinO-keskus) yhdistyivät muodostaen Helsingin yliopiston Tiedekasvatuskeskuksen. Tiedekasvatustoimintaa oli sitä ennen tehty luonnontieteellisissä aineissa jo 13 vuoden ajan, ja myös AinO-keskus oli järjestänyt tiedekasvatukseen verrattavissa olevaa toimintaa lähes yhtä kauan – vuodesta 2006 alkaen. Vaikka AinO-keskuksen toiminta painottuikin erityisesti aineenopettajakoulutukseen, se muodostaa humanistiselle tiedekasvatustoiminnalle pohjan, jolta lasten ja nuorten parissa tapahtuvaa tiedekasvatustyötä on hyvä kehittää eteenpäin. Toisaalta uusi keskus ja uusi nimi tarkoittavat humanisteille myös uutta tiedekasvatusidentiteettiä sekä uudenlaisia toimintamuotoja ja painopisteitä. Voikin perustellusti sanoa, että siinä missä luonnontieteellisten aineiden tiedekasvatustoiminta on varttunut jo teini-ikäiseksi, humanistit ovat vasta alussa tiedekasvatuksen saralla.

Parin vuoden ikään ehtinyt humanististen aineiden tiedekasvatus on kuin ihailemansa kyselyikäinen lapsi – se havainnoi, ihmettelee, tutkii ja kokeilee itse. Monilta osin tiedekasvatustoimintaa on humanistisessa tiedekunnassa lähdetty rakentamaan ottamalla oppia kokeneemmalta: tiedekasvatusta on käynnistelty muun muassa hyödyntämällä luonnontieteellisessä tiedekasvatuksessa hyväksi havaittuja toimintamalleja, kuten tiedeleirejä ja -kerhoja. Erityisesti humanistisiin tieteisiin ovat keskittyneet kesien 2017 ja 2018 tiedeleirit nimeltä Keskustan tutkimusmatkailijat ja Kielten matkassa. Myös kesän 2019 leireillä humanistisia tieteitä pääsee hämmästelemään esimerkiksi kieltä ja matematiikkaa yhdistävällä Merkkien metsästäjät -tiedeleirillä sekä historian ja ohjelmoinnin näkökulmia nivovalla Muinaiset kulttuurit -leirillä. Niin kouluopetuksessa kuin tiedeleireilläkin lähdetään mielellään liikkeelle jostain ilmiöstä, jota voi lähestyä useamman tieteenalan näkökulmista samalla leirillä.

Vuorovaikutusta ja moniäänisyyttä

Kaksivuotias on kuitenkin myös aktiivinen vuorovaikutuksen osapuoli: paitsi LUMA-aineiden esimerkin seuraamista tiedekasvatustoiminnan laajentuminen humanistisille aloille on tarkoittanut myös monitieteistä yhteistyötä. Monissa toimintamuodoissa on yhdistelty erilaisia humanistisen tiedekunnan tutkimusaloja, kuten kielten ja historian tutkimusta, mutta myös törmäytetty toisiinsa ihmis- ja luonnontieteiden näkökulmia: tänä vuonna humanistiset näkökulmat ovat olleet mukana esimerkiksi eri asteiden opettajille suunnatulla ilmastonmuutosta käsittelevällä Teachers’ Climate Change Forum 2019 -kurssilla. Tiedekasvatus onkin luonteeltaan monitieteistä, eivätkä keskiössä ole alojen väliset erot vaan yhteinen tavoite lasten ja nuorten kiinnostusten herättämiseksi. Kyse on erilaisten näkökulmien tuomisesta yhteen: rakennamme yhteistä tiedettä ja tiedekasvatusta – havainnoimisen, ihmettelemisen ja syventymisen toimintakulttuuria, jossa eri alat eivät kilpaile keskenään vaan auttavat hahmottamaan maailmaa kokonaisuutena. Tiedekasvatuksen ytimessä on lapsi, jota ympäröivät ihmeet ja ilmiöt ovat loppujen lopuksi peräisin samasta maailmasta.

Jotta eri tieteiden näkökulmat voivat tasavertaisesti keskustella keskenään, on kuitenkin tärkeää määrätietoisesti rakentaa humanistiselle tiedekasvatukselle omaa ääntä, jolla tuottaa puheenvuoroja eri tieteenaloja yhdistävään keskusteluun. Tästä näkökulmasta humanististen tieteiden oman tiedekasvatusidentiteetin rakentaminen on ollut erityisesti näin toiminnan alkuvaiheessa tärkeää. Mitä on humanistinen erityisosaaminen ja mitä uutta annettavaa humanistisilla tieteillä on tähän toimintaan? Etsimällä vastausta kysymykseen yhdessä lasten ja heidän perheidensä kanssa voimme samalla kenties rikastaa humanistien itseymmärrystä sekä tiivistää yhteyksiämme muihin tieteenaloihin. Lapsen innostus ja kiinnostus humanistisiin aloihin ei synny tai löydy tyhjiössä vaan rakentuu aktiivisesti maailmassa toimimalla: humanististen alojen näkökulmasta meidän tuleekin tarjota tiedekasvatustoimintaa, joka tukee ja kannustaa lasta ja nuorta havainnoimaan ja syventymään juuri sellaisiin kysymyksiin ja menetelmiin, joiden parissa me ihmistieteilijät aherramme – unohtamatta myöskään moniäänisyyttä tiedekuntamme sisällä.

Kuten koko Helsingin yliopiston tiedekasvatustoiminnassa, myös humanistisilla aloilla on kyse osallistavasta, toiminnallisesta tiedekasvatuksesta, mahdollisuudesta tehdä ja tutkia itse. Näitä periaatteita noudattaen humanistinen tiedekasvatus on osallistunut esimerkiksi Tieteen päivien Nuorten päivään yläkoululaisille suunnatulla Tutkija vai etsivä? -työpajalla sekä järjestänyt Suomen kielitieteen olympialaisia yhdessä yleisen kielitieteen oppiaineen kanssa. Lisäksi lukiolaiset ovat päässeet toteuttamaan omia tutkimusprojektejaan ja perehtymään kulttuuriperinnön kysymyksiin Oma ja yhteinen kulttuuriperintö -yliopistokurssilla. Paitsi vuoropuhelussa yliopiston sisällä ja eri tieteenalojen välillä, humanistinen tiedekasvatus kasvaa ja kehittyy dialogissa yhteiskunnan muiden toimijoiden, kuten koulujen, kanssa.

Tulevaisuuden näkymiä

Viime aikoina on keskusteltu paljon siitä, millaisia uusia vaatimuksia jatkuva oppiminen asettaa yliopistolle. Jatkuvan oppimisen kautta yliopisto palvelee tulevaisuudessa eri-ikäisiä oppijoita vauvasta vaariin. Omia opettajiamme voimme kannustaa tiedekasvatustoimintaan ja kurkistuskurssien luomiseen myös sitä kautta, että kouluissa ei saa tuntumaa läheskään kaikkiin tiedekuntamme tieteenaloihin. Meillä on myös sellaisia oppiaineita, joilla on pulaa uusista opiskelijoista. Esimerkiksi kiinnostus vieraiden kielten opiskeluun laskee vuosi vuodelta, vaikka suomalainen elinkeinoelämä on kipeästi vailla vaikkapa saksan osaajia. Kielten opiskeleminen yliopistossa on paljon muutakin kuin kielitaidon kartuttamista, ja kielentutkimuksesta voi saada esimakua lasten tiedeleirillä.

Työ lasten ja nuorten saattamiseksi tutkimuksen ja tieteiden pariin jatkuu edelleen. Humanististen aineiden kannalta keskeisiä kysymyksiä ovat esimerkiksi: Miten ihmistieteille ominaisia tutkimusprosesseja ja -menetelmiä voisi muovata lapsille ja nuorille soveltuviksi? Ihminen kulttuureineen, kielineen ja historioineen on kaikkialla – miten eri tavoin innostamme lapset ja nuoret havainnoimaan ja ihmettelemään tätä ihmeellistä maailmaa? Millainen paikka humanististen aineiden tiedekasvatuksella on lasten ja nuorten maailmassa sekä osana koulua että vapaa-aikaa? Muun muassa näihin kysymyksiin vastauksen etsiminen pitkäjänteisen kehitys- ja tutkimustyön kautta on tärkeää humanististen alojen tiedekasvatuksen muotoutumiselle, mutta se voi myös olla jonkin tieteenalan elinehto.

Lisäksi, paitsi että yliopiston tiedekasvatustoiminta tarjoaa mahdollisuuksia tieteeseen ja tutkimukseen lapsille ja nuorille, yksi sen keskeisimmistä tehtävistä on myös kouluttaa tulevaisuuden tiedekasvattajia: yhdistettyinä yliopisto-opiskelijoille (erityisesti tuleville humanististen aineiden aineenopettajille) tarjottuihin kursseihin erilaiset toimintamuodot toimivat alustana yliopisto-opiskelijoiden oppimiselle ja tarjoavat heille mahdollisuuksia kartuttaa työelämässä tarvittavia taitoja. Tiedekasvatustoiminta ruokkii myös pedagogisiin kysymyksiin suuntautunutta tutkimusta, jonka kautta opetustoimintaa kehitetään.

Yksikkömuotoisesta tiede-alkuosastaan huolimatta tiedekasvatus – kuten tieteet ylipäätään – on moninainen kokonaisuus, jossa kaikkien erilaisten tutkivien toimintamuotojen äänen on tärkeä päästä kuuluviin. Tiedekasvatus kattaa monia eri tieteitä eli tukee monenlaista tapaa tutkia ja tarkastella maailmaa.

Kirjoittajista Laura Ihalainen toimii tiedekasvatuksen yliopisto-opettajana humanistisessa tiedekunnassa.

 

 

 

 

 

Kirjoittajista Ulla Tuomarla on humanistisen tiedekunnan opetuksesta vastaava varadekaani.

Viitteet

1 Lasten tiedekysymykset Helsingin Sanomissa: Kuinka monta sanaa on maailmassa?, Osasivatko kivikautiset ihmiset puhua?, Miksi ihmiset ovat syntyneet sellaisiksi, että ne osaavat tehdä kaikenlaisia asioita?

Summamutikassa Summamutikasta – Muistumia ja näkymiä matematiikan tiedekasvatuksesta Helsingin yliopistossa

Juha Oikkonen

Parikymmentä vuotta sitten poikani oli alakoulussa. Hassuna matemaatikkoisänä sovin opettajien kanssa, että sain pitää matikkapäiviä hänen koulussaan. Ensimmäinen ”varsinainen” matikkapäiväni oli poikani esikoulussa. Sitä ennen olin saanut sormituntumaa matikka-arvoituksista poikani ja hänen serkkujensa kanssa pähkäillessä. Esikoulun matikkapäivässä lapset ilman puolta sanaa opettamista tekivät mm. tehtäviä, jotka aikuisen silmissä ovat vektorilaskentaa. Tokalla luokalla oppilaat puolestaan ratkoivat ilman opettamista ensimmäisen asteen yhtälöitä.

Esikoulun vektorilaskennan tehtävä oli tällainen: Luokan oven suussa oli lattiaan teipattu lähtöpiste ja lappu, jossa oli luokan seinien suuntaiset sininen ja punainen nuoli. Lisäksi lattialla oli timpurin vetomitta sekä lappu, jossa oli punaisella ja sinisellä kirjoitettuja kaksi- ja kolminumeroisia lukuja. Lapsille kerrottiin, että (Karamellioopperasta tunnettu) Namuska oli kätkenyt luokkaan karkkipussin ja että hän oli jättänyt näin karmean huonot ohjeet. Pienen pähkäilyn jälkeen lapset alkoivat edetä ohjeiden mukaan kohti karkkiaarretta – muodostaa vektorisummaa!

Tokaluokkalaisten yhtälöhaaste oli tällainen: Pohdittiin tilanteita, joissa kahdella lautasella on yhtä monta karkkia. Osa karkeista oli rasioissa ja osa niiden ulkopuolella. Piti selvittää kuinka monta karkkia rasiassa on kun tiedetään, että jokaisessa rasiassa on yhtä monta karkkia.

Ensimmäinen vaihe: toisella lautasella on yksi rasia ja toisella 8 karkkia. – Helppoa! Toinen vaihe: toisella lautasella on yksi rasia sekä kaksi karkkia ja toisella on 9 karkkia. -Helppoa, kun otetaan molemmilta lautasilta ensin pois kaksi karkkia! Jne.

Matikkapäiviä pidin välillä yksin poikani luokalle ja välillä opiskelijaporukan kanssa koko koululle. Näistä opiskelijoista muotoutui kova ydin, joka veti mukaansa muutaman muunkin opiskelijan. Ydinjoukko oli välillä mukana järjestämissäni matematiikkapäivissä ja välille se järjesti matikkapäiviä omin päin ympäri pääkaupunkiseutua. Tämä ydinporukka sai mm. palkinnon yhdessä syrjäytymisen vastaisessa hankkeessa. Ja porukan työn tuloksena syntyi toiminnallisen matematiikan klassikkokirja ”Sukkia ja muuta matematiikkaa” (Björklund et al., 2002)1. Porukan keskeisin henkilö oli Saara Lehto, josta muotoutui silloisen matematiikan laitoksen ensimmäinen kouluyhteyshenkilö. Vieläkin minulle on vähän epäselvää, syntyikö tämä rooli vain kuvailuna Saaran ansiokkaalle toiminnalle vai pyydettiinkö häntä siihen. Joka tapauksessa tätä vaihetta voi pitää ”Resurssikeskus Summamutikan” (nykyään ”Matikkaluokka Summamutikan”) toiminnan käynnistymisenä ennen sen virallista perustamista.

Saara kulki välillä muita raiteita, mutta nyt maalis-huhtikuun vaihteen kieppeillä Saara palaa Summamutikan koordinaattoriksi. Nykyinen roolinimi taitaa olla matematiikan tiedekasvatuksen koordinaattori. Tässä välillä Summamutikassa on ollut monta loistavaa toimijaa, viimeisenä upean viisivuotisen koordinaattoriuran tehnyt Jenni Räsänen.

Alkuvaiheiden nuoruusinnossa Summamutikan kiinnostuksena oli elämysten tarjoaminen lapsille ja nuorille sellaisista aiheista, jotka takuuvarmasti eivät kuulu koulumatikkaan – ainakaan kohteena olevalla luokka-asteella. Myöhemmin tämän anarkistisen innon rinnalle on tullut ”kypsempääkin” pyrkimystä.

Matematiikan tiedekasvatus on koko ajan ollut läheisessä yhteydessä toisaalta matematiikan opettajien koulutuksen ja toisaalta matematiikan yliopisto-opetuksessa Helsingissä käynnissä olevan tutkimus- ja kehitystyön kanssa. Mukana on samoja henkilöitä ja samoja ideoita. Kiinnostuksen kohteena on matematiikan tekeminen mielekkääksi toisaalta uusia opetusmenetelmiä kehittäen ja toisaalta matematiikkakuvaa laajentamalla. Esimerkkinä edellisestä on tehostetun kisällioppimisen menetelmä, jota käytetään nykyään myös matematiikan lukio-opetuksessa. Jälkimmäinen liittyy korostettuun pyrkimykseen ”oleelliseen” sisältöön keskittymiseen ja matematiikan näkemiseen muunakin kuin taitavana symbolimanipulaationa. Tämä liittyy läheisesti Summamutikan tavaramerkkinä pidettyyn toiminnalliseen matematiikkaan.

Yhtenä osana matematiikan tiedekasvatusta on jo pitkään ollut myös osallistuminen matematiikan opettajien täydennyskoulutukseen esimerkiksi digitalisaation – vaikkapa GeoGebran – yhteydessä. Tämän lisäksi matematiikan tiedekasvatus on tiiviissä yhteydessä matematiikan opettajien koulutukseen uusien matematiikan, fysiikan ja kemian opettajankoulutuksen kandi- ja maisteriohjelmien puittessa. Samalla aukeaa mahdollisuuksia saattaa opettajaksi opiskelevia ja opettajan jo toimivia hedelmälliseen vuorovaikutukseen keskenään.

Toisaalta matematiikan tiedekasvatuksessa on jo muutaman vuoden esillä pyrkimys välittää koululaisille ja opiskelijoille tietoa matematiikan ja tilastotieteen nykytutkimuksesta ja siitä miten näitä aloja sovelletaan mm. lääketieteeseen liittyvissä kysymyksissä: lääketieteellinen kuvantaminen ja inversioteoria, rokotuskattavuus ja biomatematiikan populaatiomallit, resistentit bakteerit ja biostatistiikka. Tässä ensimmäisenä askeleena oli tytöille tarkoitettu sovelletun matematiikan ja tilastotieteen SoMa-klubi. Sen pohjalta kehittyi vähän myöhemmin kaikille tarkoitettu virtuaalinen Mathversum-klubi. Myöhemmin samanlaiset teemat tulivat esille osastollamme toteutetulla Matematiikkaa kaikkialla -kurssilla. Siitä on tänä talvena avattu myös koululaisille ja kaikille muille kiinnostuneille tarkoitettu avoin verkkoversio, MOOC.

Matematiikan tiedekasvatuksessa on alettu myös katsoa myös koulumatematiikan suurimpia (lue: kiehtovimpia) haasteita silmästä silmään. Esimerkiksi gradutöiden yhteydessä on kehitetty (ja kehitteillä) tapoja tehdä mm. murtoluvuista ja lukujen merkitsemisessä käytettävistä paikkajärjestelmistä ymmärrettäviä. Odotan koko ajan innolla, että joku tulisi kertomaan, että tämä ja tämä kohta koulun matematiikkaa on erityisen vaikeaa opettaa ja oppia…

Minne matematiikan tiedekasvatuksen kehittämisen katse sitten suuntautuu? Tavoitteena on jatkaa kaikkea hyväksi osoittautunutta ja kantaa entistä suurempaa sosiaalista vastuuta mm. osallistumalla työhön syrjäytymisen välttämiseksi. Kiinnostava esimerkki tästä on Pulmaario -hanke. Sen ensimmäisessä vaiheessa järjestettiin OKM:n tuella pajoja matikassa ja ohjelmoinnissa (yhdessä Linkki-tiedeluokan kanssa) pääkaupunkiseudun kirjastoissa. Tämä liittyy mm. siihen, että kirjastoissa on muodostunut nuorille suosittuja oleskelupaikkoja. Pajat vietiin nuorten luo sen sijaan, että olisi yritetty houkutella nuoria pajojen luo.

Myöhemmässä vaiheessa katse suuntautui kauemmas: miten järjestää pajoja siellä minne yliopistomme (tai jonkin muun LUMA-keskus Suomi -verkostoon kuuluvan keskuksen) opiskelijat eivät ehdi tai riitä? Vastaukseksi tarjoamme Pulmaario-mallia. Siinä lukiolaisia koulutetaan Pulmaario-pajojen ohjaajiksi. Tällä hetkellä on käynnissä kehitysvaihe, jossa Jenni Räsänen osana väitöskirjatyötään kokeilee tällaista koulutusta yhdessä helsinkiläisessä lukiossa. Koulutetut lukiolaiset vetävät sitten Pulmaario-pajoja kirjastoissa. Ensi syksynä tämän kokeilun on tarkoitus laajentua Turun seudulle. Haaveissa on, että kokeilu- ja kehitysvaiheen jälkeen Pulmaario-malli lähtisi kävemään omin jaloin maassamme sinnekin, missä yliopistoja ei ole aivan naapurissa. Ja joskun ihan muille aloille ja muille maille…

Tässä oli joitakin henkilökohtaisia näkymiä matematiikan tiedekasvatukseen. Tarkempaa tietoa tämän hetken tarjonnasta löytyy tiedekasvatuskeskuksen ja sen Summamutikka-luokan verkkosivuilta.

Kirjoittaja Juha Oikkonen toimii matematiikan professorina Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa. Hän toimii myös Helsingin yliopiston tiedekasvatustoiminnan varajohtajana sekä Helsingin yliopiston edustajana LUMA-keskus Suomi -verkoston johtokunnassa. Oikkonen on saanut opetustyöstään Eino Kaila- ja Magister Bonus -palkinnot sekä tullut valituksi perustajajäsenenä Helsingin yliopiston Opettajien akatemiaan. Oikkosella on lisäksi kokemusta mm. matematiikan oppikirjojen ja ylioppilastutkinnon parissa.

Viitteet

1 Björklund, J., Lehto, S., Pasanen, S., & Viljanen, M. (2002). Sukkia ja muuta matematiikkaa. Helsinki: MFKA Kustannus.

Tiedekasvatuksen tutkimus tulevaisuuden tekijöiden tukena

Maija Aksela

Millainen tutkijakuva suomalaisilla lapsilla ja nuorilla on?  Miten sukupuoli ja ikä ovat yhteydessä tutkijakuvaan?  Millaisia käsityksiä lapsilla ja nuorilla on omasta toimintakompetenssistaan ympäristökysymyksissä? Minkälaiset aktiviteetit tukevat sitä? Millaista relevanssia (henkilökohtainen, ammatillinen ja yhteiskunnallinen) lukiolaiset ja heidän ohjaajansa, yliopisto-opiskelijat, kokevat yliopiston kanssa yhteistyössä toteutetulla kurssilla? Mitä merkitystä on oppilaiden ja opettajien näkökulmasta toiminnallisella opintokäynnillä yliopistolle? Mitä merkitystä tiedeleireille osallistumisesta on lasten vanhempien mielestä? Miten tietokoneavusteinen molekyylimallinnus koetaan merkitykselliseksi ja mitkä tekijät siihen vaikuttavat? Miten tukea alisuoriutuneita lapsia ja nuoria opiskelun iloon? Minkälaisia mahdollisuuksia ja haasteita on projektilähtöisessä opetuksessa opettajien näkökulmasta? Minkälaista tukea ohjaajat tarvitsevat matematiikkaa ja ohjelmointia yhdistävässä Pulmaario-hankkeessa? Mitkä tekijät vaikuttavat segregaatioon ohjelmoinnin opiskelussa? Miten yhteistyö elinkeinoelämän kanssa edistää asetettuja opetuksen tavoitteita? (Edellä muutamia tutkimuskysymyksiä tiedekasvatuksessa toteutetuissa tutkimuksissa Helsingin yliopistossa vuonna 2018.)

Vuodesta 2003 lähtien yli puoli miljoonaa lasta ja nuorta tulevaisuuden tekijää on osallistunut Helsingin yliopiston yhteisölliseen tiedekasvatustoimintaan joko fyysisesti tai virtuaalisesti, ja lisäksi mukana on ollut tuhansia opettajia, tulevia opettajia, tutkijoita sekä kansainvälisiä vieraita. Suosituimpia osallistavan tiedekasvatuksen muotoja ovat olleet mm. toiminnalliset opintokäynnit eri tiedekunnissa toimiviin tiedeluokkiin (6 kpl), tiedekerhot, tiedeleirit, tiedeseikkailut, tiedesynttärit, tiedepäivät, kansallinen ja kansainvälinen StarT sekä virtuaaliset palvelut1.  Yhteisöllinen ja osallistava tiedekasvatus toimii kuin oppiva yhteisö, jossa kaikki siihen osallistuvat (lapset, nuoret, ohjaajat, tutkijat, opettajat, tulevat opettajat, perheet, isovanhemmat ym.) oppivat toisiltaan monipuolisen vuorovaikutuksen, ihmettelyn ja yhdessä tekemisen kautta.

Mitä lapset ja nuoret – tulevaisuuden tekijät  ajattelevat tieteistä ja niiden tekemisestä, tutkijan työstä ja eri tutkimusaiheista (mm. ilmastonmuutoksesta, tekoälystä) ym.? Minkälaisia kysymyksiä heillä on? Mikä heitä kiinnostaa? Miten kohdataan parhaiten eri ikäisten ja taitoisten lasten ja nuorten osaamista, edistetään erilaisia taitoja (kuten tieteen tekemisessä keskeistä kriittistä ajattelua), uteliaisuutta, luovuutta, yhteisöllisyyttä, kiinnostusta tieteisiin sekä niiden opiskeluun? Muun muassa niihin kysymyksiin pyrkii vastaamaan tiedekasvatukseen liittyvä tutkimus, johon tässä blogissa virittäydytään esimerkkien avulla yhdestä näkökulmasta.

Tiedekasvatuksessa tehdään sekä perus- että soveltavaa tutkimusta

Helsingin yliopiston tiedekasvatustoiminta kytkeytyy kiinteästi uusimpaan tutkimukseen tieteistä, niiden oppimisesta ja opetuksesta1.  Uusin tutkimustieto, esimerkiksi ilmastonmuutoksesta tai tekoälystä pyritään yhteistyössä tutkijoiden ja muiden yhteistyötahojen kanssa jalostamaan käytäntöön eri kohderyhmille sopiksi. Toimintamalleihin (opintokäynnit, tiedeleirit ym.) liittyy erilaisia tutkimus- ja kehittämishankkeita1. Myös yliopiston tutkimusasemia hyödynnetään entistä enemmän toimintamallien toteutuksessa lähitulevaisuudessa.

Tiedekasvatuksessa tehdään sekä perus- että soveltavaa tutkimusta tiedekohtaisesti tai monitieteisesti kansallisessa ja kansainvälisessä yhteistyössä.  Kohteina on sekä formaali, informaali että non-formaali tiedekasvatuksen oppiminen, opetus ja oppimisympäristöt. Tutkimus pyrkii vastaamaan myös tarpeisiin, esimerkiksi opetusuunnitelman perusteiden nykyisiin tavoitteisiin.  Yhtenä tavoitteena on jalostaa ketterästi yhdessä tutkijoiden ja muiden yhteistyötahojen (esim. elinkeinoelämä) kanssa uusia ratkaisuja ja pedagogisia innovaatioita havaittuihin haasteisiin, ja edistää yliopiston strategian tavoitteissa olevien keskeisiä teemoja (esim. kestävä kehitys, digiosaaminen). Tiedekasvatustutkimus voi olla lyhytaikaisempaa tai pitkäaikaisempaa tutkimusta. Kiinnostavaa olisi tutkia jatkossa muun muassa, miten varhaiskasvatuksessa jo aloitettu tiedekasvatus tukee valintoja ja opiskelua myöhemmin.

Kehittämistutkimus (engl. design-based research) on yksi tiedekasvatuksessa Helsingin yliopistossa pitkään käytetty tutkimusmenetelmä, jolla voidaan  systemaattisesti (i) jalostaa uusinta tutkimustietoa tieteestä sekä sen opettamisesta ja oppimisesta kullekin kohderyhmälle sopivaksi, (ii) kehittää ratkaisu valittuun käytännön kehittämistarpeeseen tai haasteeseen, (ii) kouluttaa yhteisöllisesti opettajia ja tulevia opettajia uuden asian käyttöönottoon sekä (iii) edistää kaikkien mukaan osallistuvien (esimerkiksi opettajankouluttajat, tutkijat, opettajat, tulevat opettajat ja teollisuuden asiantuntijat) sujuvaa yhteistyötä ja oppimista toisiltaan.3

Tiedekasvatustutkimusta Helsingin yliopistolla tehdään pääasiallisesti opettajankoulutuksen yhteydessä eri tiedekunnissa ja harjoittelukouluissa, ja tutkimuksiin liittyy opinnäytetöitä. Samalla myös koulutetaan tiedekasvatukseen tutkijoita ja asiantuntijoita erilaisiin tehtäviin.  Kun uusi tutkimus- ja kehittämishanke käynnistetään, niin siihen liittyy yksi tai useampi opinnäytetyö. Esimerkiksi muutamia väitöskirjoja on tehty viime vuosina non-formaalin tiedekasvatuksen parissa (esim. Sakari Tolppasen väitöskirja ilmastonmuutokseen liittyvästä nonformaalista tiedekasvatuksesta ja lahjakkaiden nuorten tukemisesta4 tai Veli-Matti Ikävalkon väitöskirja relevantista non-formaalista opiskeluympäristöstä, Kemianluokka Gadolinista5). Julkaisuja tiedekasvatuksesta kirjoitetaan englannin lisäksi myös kotimaisilla kielillä. Matematiikan, luonnontieteiden ja teknologian tiedekasvatusta edistämään on avattu kansainvälinen tieteellinen lehti, LUMAT.

Lisäymmärrystä tutkijakuvasta, lukioyhteistyön relevanssista ja toimintakompetenssista ympäristökysymyksissä

Tiedekasvatuksen tutkimusta toteutetaan aktiivisesti yliopiston eri tiedekunnissa6. Tässä on kuvattuna muutama esimerkki tutkimusaiheista ja niihin liittyvistä opinnäytetöistä vuodelta 2018.  Useimmista opinnäytetöistä on tieteellinen julkaisu tulossa ja valmisteilla.

Yksi esimerkki tiedekasvatustoiminnan tutkimusaiheista on lasten ja nuorten tutkijakuva sekä sen tukeminen erilaisten tiedekasvatusaktiviteettien kautta. Aihetta on tutkittu vähän Suomessa aikaisemmin. Tutkijakuvalla tarkoitetaan mielikuvia ja käsityksiä tutkijoista. Yksi tutkimus on toteutettu tähän mennessä opinnäytetyönä7. Tutkimukseen osallistui 455 lasta ja nuorta Helsingin yliopiston noin 20 tiedeleireiltä. Tutkimuksessa selvitettiin DAST-testin avulla sukupuolen, iän sekä tiedeleirin aiheen yhteyttä leiriläisten tutkijakuvaan. Tutkimuksen mukaan suomalaisilla lapsilla ja nuorilla esiintyy jonkin verran stereotyyppisinä pidettyjä käsityksiä tutkijoista. Tyypillisimmät stereotyyppiset piirteet olivat työskentely sisällä, miestutkija sekä erilaiset tutkimuksen symbolit ja teknologiavälineet. Tehty tutkimus auttaa ymmärtämään nuoren tutkijakuvan muodostumista ja siihen vaikuttavia tekijöitä, ja auttaa myös tiedekasvatustoiminnan suuntaamisessa: on mahdollista tarjota nuorille mahdollisuuksia muodostaa realistisempaa ja monipuolisempaa tutkijakuvaa, esimerkiksi tutkijavierailujen ja muiden toiminnallisten aktiviteettien kautta. Vuorovaikutus nk. esikuvien kanssa voi lisätä nuorten kiinnostusta ja minäpystyvyyttä tutkijan uraa kohtaan, ja lisätä luonnontieteiden opiskelua ja hakeutumista aloille7.

Toinen esimerkki tiedekasvatustoiminnan tutkimusaiheista on lukion ja korkeakoulujen yhteistyö, ja toiminnan relevanttius lukiolaisille sekä yliopiston opiskelijoille. Aihetta on tutkittu vähän Suomessa. Tutkimuksessa on meneillään useita opinnäytetöitä useiden lukioiden kanssa yhteistyössä. Tutkimukseen osallistuu sekä nuoria tutkijoita että tulevia opettajia. Aiheen tutkiminen ja ymmärtäminen on ajankohtaista erityisesti uuden lukiolain myötä, jossa toisen asteen oppilaitoksille on säädetty velvoite tarjota opiskelijoille mahdollisuus korkeakouluyhteistyöhön. Uusimmassa tutkimuksessa on selvitetty lukion ja yliopiston yhteiskurssin relevanssia lukiolaisen ja yliopisto-opiskelijan näkökulmasta8. Tavoitteena siinä oli ymmärtää kurssin koettuja hyötyjä eri osapuolille, pohtia miten ne ovat linjassa asetettujen tavoitteiden kanssa, ja tuottaa tietoa vastaavien mallien kehittämiseen. Tapaustutkimuksen kohteena oli Helsingin yliopiston ja Espoon lukioiden välisenä yhteistyönä järjestetty Globaalit haasteet -kurssi. Kurssilla yliopisto-opiskelijat toimivat ohjaajina lukiolaisille, lukiolaisten toteuttaessa ilmiöpohjaisia projekteja. Tutkimuksessa saatiin selville muun muassa, että yhteistyökurssi voidaan järjestää osallisille relevantiksi kaikilla sen tasoilla (henkilökohtainen, ammatillinen ja yhteiskunnallinen relevanssi; vrt. Kuva 1). Yliopisto-opiskelijoille saadut ohjaamisen kokemukset ja ammatillinen relevanssi olivat myös tärkeitä. Tämän tutkimuksen lisäksi relevanssiteoriaa on käytetty tiedekasvatustutkimuksessa myös ymmärtämään tiedeleirejä ja toiminnallisten opintokäyntien merkitystä lasten, nuorten, opettajien ja perheiden näkökulmista9,10.

 

Kuva 1.  Relevanssin dimensiot Stuckeyn ym. (2013) mallin mukaan7.

Yksi keskeinen tutkimusaihe tiedekasvatuksessa on kestävä kehitys ja sen opetuksen edistäminen. Tutkimus tukee myös yliopiston strategian tavoitteiden edistämistä. Esimerkiksi ilmastonmuutoskysymykset ja niiden ymmärtäminen eri kohderyhmien näkökulmasta on yksi tiedekasvatuksen tutkimusaihe eri tiedekasvatuksen toimintamuodoissa. Ilmastokasvatuksesta on menossa tutkimus, jossa pyritään ymmärtämään opettajien yhteisöllistä globaalia opiskelua MOOC-verkkokurssilla, Teachers’ Climate Change Forum. Opettajien MOOC-verkkokoulutukseen liittyvää tutkimusta on tiedekasvatuksessa kestävän kehitys -teemasta tehty vuodesta 2016 lähtien muun muassa Kiina-yhteistyössä.11

Tutkimus lasten ja nuorten toimintakompetenssista ympäristökysymyksissä toteutettiin viime vuonna opinnäytetyönä.12 Toimintakompetenssilla tarkoitetaan yksilön valmiuksia toimia jonkin asian puolesta. Sitä vahvistava ympäristökasvatus on ratkaisukeskeistä, ja sillä kannustetaan lapsia ja nuoria toimimaan aktiivisina ja sitoutuneina kansalaisina ympäristökysymysten parissa. Tutkimuksen aineisto kerättiin haastattelututkimuksena Helsingin yliopiston Tulevaisuuden tutkijat -tiedeleireillä. Tutkimus osoitti muun muassa, että monien tiedeleiriläisten usko omiin vaikutusmahdollisuuksiin oli toimintakompetenssin edellytyksistä heikoin. He olivat kiinnostuneita muoviroskaongelmaan, ilmastonmuutokseen, Itämeren tilaan, eläinten oloihin sekä saastuneisuuteen vaikuttamisesta. Mikäli lasten toimintakompetenssia ympäristökysymyksiä kohtaan saadaan vahvistettua, voidaan ympäristöongelmista ahdistumisen ja passivoitumisen sijaan vahvistaa lasten halua ja kykyä toimia ongelmien ratkaisun eteen.12 Tuloksia pyritään hyödyntämään tiedekasvatuksen tulevien toteutusten suunnittelussa, ja jatkotutkimuksessa.

Yksi Helsingin yliopiston tiedekasvatuksen keskeisiä tutkimusaiheita on nk. perhetiedekasvatus ja sen muodot. Miten eri tavoin voidaan tukea lasten ja nuorten hyvää tulevaisuutta yhdessä läheisten kanssa?  Mikä rooli draaman (roolimallien ja tarinoiden käytöllä) voi olla lapsen innoittajana toiminallisessa tiedekasvatuksessa? Ensi kesän tiedeleireillä (haku leireille avautuu huhtikuun alussa; ks. tiedekasvatuksen verkkosivut2) yhtenä tutkimuskohteena on lastenlasten ja isovanhempien yhteisöllinen tiedeopiskelu. Siinä on myös alkamassa kansainvälistä yhteistyötä.

Tiedekasvatuksen tutkimuksella on tärkeä rooli tiedekasvatuksen vahvistamisessa Suomessa ja globaalisti.  Yhdessä hyvään tulevaisuuteen!

Kirjoittaja, professori Maija Aksela on toteuttanut ja tutkinut tiiminsä kanssa tiedekasvatusta vuodesta 2003 lähtien Helsingin yliopistolla.  Vuodesta 2010 lähtien hän on toiminut Helsingin yliopiston tiedekasvatustoiminnan johtajana, ja kirjoittanut tiedekasvatuksen tärkeydestä aikaisemminkin 13,14.  Hänellä on kaikkiaan yli 30 vuoden kokemus tiedekasvatuksesta, ja yli 300 julkaisua. Maija Aksela on toiminut myös kansallisen LUMA-keskus Suomi -verkoston johtajana vuodesta 2014 lähtien.

Viitteet

1 Aksela, M., Oikkonen, J., & Halonen, J. (2018). Yhteisöllistä tiedekasvatusta Helsingin yliopistolla vuodesta 2003 lähtien. Uusia ratkaisuja ja pedagogisia innovaatioita opetukseen varhaiskasvatuksesta korkeakouluihin. Helsinki: Helsingin yliopisto.

2  Helsingin yliopiston tiedekasvatuksen www-sivusto

3 Aksela, M. (2019). Promoting math, science and technology education collaboratively through design-based research.  It will be published on March 2019 in the book of Contemporary approaches to research in mathematics, science, health and environmental education symposium, Deakin University, Australia.

4  Tolppanen, S. (2015). Creating a Better World : Questions, Actions and Expectations of International Students on Sustainable Development and Its Education. Väitöskirja. Helsinki: Helsingin yliopisto.

5 Ikävalko, V.-M. (2017). Mielekkään kemian non-formaalin oppimisympäristön kehittämistutkimus yhteistyössä työelämän kanssa. Väitöskirja. Helsinki: Helsingin yliopisto.

6 Tiedekasvatuksen tutkimusjulkaisuja tiedekasvatuksen www-sivustolla

7 Merenheimo, S. (2018). Tiedekasvatus: Lasten ja nuorten tutkijakuva – käsityksiä tutkijoista ja heidän työstään. Pro gradu -tutkielma. Helsinki: Helsingin yliopisto.

8 Ikävalko, T. (2018). Lukion ja yliopiston yhteiskurssin relevanssi lukiolaisen ja yliopisto-opiskelijan näkökulmasta – Tapaustutkimus Globaalit haasteet -kurssilta. Pro gradu -tutkielma. Helsinki: Helsingin yliopisto.

9 Halonen, J. (2017). Non-formaali tiedekasvatus: Tiedeleirien relevanssi lasten ja perheiden näkökulmasta. Pro gradu -tutkielma. Helsinki: Helsingin yliopisto.

10 Blomgren, P. (2018). Kemian non-formaalin oppimisympäristön relevanssi oppilaiden ja opettajien näkökulmista. Pro gradu -tutkielma. Helsinki: Helsingin yliopisto.

11 MOOC-verkkoopiskeluun liittyvää tutkimusta

12 Aalto, M. (2019). Tiedeleiriläisten toimintakompetenssin kokemukset ympäristökysymyksissä. Pro gradu -tutkielma. Helsinki: Helsingin yliopisto.

13 Aksela, M. (2012). Tiedekasvatus ja sen tulevaisuus. Tieteessä tapahtuu 4/2012.

14 Aksela, M. (2017). Lasten ja nuorten tieteestä innostuminen vahvistaa Suomen hyvää tulevaisuutta. Tietysti.fi.

Stuckey, M., Hofstein, A., Mamlok-Naaman, R., &. Eilks, I. (2013). The meaning of ‘relevance’ in science education and its implications for the science curriculum. Studies in Science Education, 49(1), 1–34. https://doi.org/10.1080/03057267.2013.802463