Kokeellisia töitä lukion kemian ensimmäisissä moduuleissa : Kehittämistutkimus
Salo, Milka-Maarika (2021)
Salo, Milka-Maarika
2021
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-05-11
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105054509
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105054509
Tiivistelmä
Tämän kehittämistutkimuksen tavoitteena oli kehittää kokeellisia töitä lukion kemian opetukseen ja erityisesti kaikille lukio-opiskelijoille yhteisiin kahteen ensimmäiseen kemian moduuliin. Tarve töille syntyi toisen asteen opintoja koskevan lainsäädännön muuttuessa, kun koulutus muutettiin ilmaiseksi elokuusta 2021 lähtien. Kandidaatintyön kehittämistuotoksena syntyneet kokeelliset työt ovat osa ilmaista verkkomateriaalia.
Tutkimusongelmaa lähestyttiin teoreettisessa ongelma-analyysissä perehtymällä kemian kokeellisuuteen kemiallisen tiedon kolmen tason kautta. Lisäksi syvennyttiin kokeellisen kemian opetukseen ja erityisesti sen haasteisiin sekä motivaation ja tunteiden vaikutuksiin kokeellisen kemian opiskelussa. Tämän jälkeen empiirisessä ongelma-analyysissä tutkittiin ensin syksyllä 2021 voimaan tulevan opetussuunnitelmaa kokeellisuuden ja kemian osalta. Tarkemmin syvennyttiin kokeellisuuden arviointiin ja kahteen ensimmäi-seen kemian moduuliin. Lisäksi empiirisessä ongelma-analyysissä tutkittiin lukion kemi-an opettajien käsityksiä kokeellisuuden toteuttamisesta lukion kemian opetuksessa ja analysoitiin lukion kemian oppikirjaa erityisesti kokeellisuuden osalta.
Kehittämisprosessi jatkui ongelma-analyysien jälkeen kehittämistuotoksen suunnittelulla ja testaamisella. Ensimmäisten testausten jälkeen kehittämistuotosta jatkojalostettiin. Lopuksi testiryhmänä toimi kemian pääaineopiskelijoita sekä matemaattisten aineiden opettajaopiskelijoita. Testauksen tuloksiin ja testiryhmälle esitetyn kyselyyn perustuen kehittämistuotokseen tehtiin vielä viimeiset muokkaukset. Kehittämistuotoksen tuloksena on kuusi erilaista kokeellista työtä, jotka kehitettiin ongelma-analyysien tuloksiin perustuen. Myös COVID-19 pandemia vaikutti siihen, että iso osa kokeellista töistä suunniteltiin tehtävän kotona oppilaslaboratorion sijaan.
Tutkimuksen tulosten mukaan lukiossa kemian kokeellisten töiden tulee olla yhteydessä opiskeltuun teoriaan ja riittävän lähellä opiskelijoiden arkea. Tällöin opiskelu on mielekästä, opiskelijoiden on mahdollista muodostaa asioista yhtenäinen kokonaisuus ja kokeellisuus tukee kemian oppimista. Tutkimuksen mukaan opiskelijoiden on mahdollista suorittaa kokeellisia töitä myös kotona käyttäen arjen aineita. Opettajajohtoisesti on hyvä suorittaa herätteleviä lyhyitä demotöitä, joihin oppilaita tulisi osallistaa esimerkiksi kysymyksin. Kokeellinen työskentely ja sen avulla mahdollisesti opittava ryhmätyöskentely ovat osa lukion opetussuunnitelmaa.
Tutkimuksen voi arvioida vastanneeseen todelliseen tarpeeseen ja onnistuneen melko hyvin. Testiryhmä, jolla kehittämistuotosta testattiin, oli pienehkö ja jo valmiiksi luonnontieteisiin orientoitunutta, eikä töitä testattu lukio-opiskelijoilla, joten tuloksiin on suhtauduttava pienellä kriittisyydellä.
Tutkimusongelmaa lähestyttiin teoreettisessa ongelma-analyysissä perehtymällä kemian kokeellisuuteen kemiallisen tiedon kolmen tason kautta. Lisäksi syvennyttiin kokeellisen kemian opetukseen ja erityisesti sen haasteisiin sekä motivaation ja tunteiden vaikutuksiin kokeellisen kemian opiskelussa. Tämän jälkeen empiirisessä ongelma-analyysissä tutkittiin ensin syksyllä 2021 voimaan tulevan opetussuunnitelmaa kokeellisuuden ja kemian osalta. Tarkemmin syvennyttiin kokeellisuuden arviointiin ja kahteen ensimmäi-seen kemian moduuliin. Lisäksi empiirisessä ongelma-analyysissä tutkittiin lukion kemi-an opettajien käsityksiä kokeellisuuden toteuttamisesta lukion kemian opetuksessa ja analysoitiin lukion kemian oppikirjaa erityisesti kokeellisuuden osalta.
Kehittämisprosessi jatkui ongelma-analyysien jälkeen kehittämistuotoksen suunnittelulla ja testaamisella. Ensimmäisten testausten jälkeen kehittämistuotosta jatkojalostettiin. Lopuksi testiryhmänä toimi kemian pääaineopiskelijoita sekä matemaattisten aineiden opettajaopiskelijoita. Testauksen tuloksiin ja testiryhmälle esitetyn kyselyyn perustuen kehittämistuotokseen tehtiin vielä viimeiset muokkaukset. Kehittämistuotoksen tuloksena on kuusi erilaista kokeellista työtä, jotka kehitettiin ongelma-analyysien tuloksiin perustuen. Myös COVID-19 pandemia vaikutti siihen, että iso osa kokeellista töistä suunniteltiin tehtävän kotona oppilaslaboratorion sijaan.
Tutkimuksen tulosten mukaan lukiossa kemian kokeellisten töiden tulee olla yhteydessä opiskeltuun teoriaan ja riittävän lähellä opiskelijoiden arkea. Tällöin opiskelu on mielekästä, opiskelijoiden on mahdollista muodostaa asioista yhtenäinen kokonaisuus ja kokeellisuus tukee kemian oppimista. Tutkimuksen mukaan opiskelijoiden on mahdollista suorittaa kokeellisia töitä myös kotona käyttäen arjen aineita. Opettajajohtoisesti on hyvä suorittaa herätteleviä lyhyitä demotöitä, joihin oppilaita tulisi osallistaa esimerkiksi kysymyksin. Kokeellinen työskentely ja sen avulla mahdollisesti opittava ryhmätyöskentely ovat osa lukion opetussuunnitelmaa.
Tutkimuksen voi arvioida vastanneeseen todelliseen tarpeeseen ja onnistuneen melko hyvin. Testiryhmä, jolla kehittämistuotosta testattiin, oli pienehkö ja jo valmiiksi luonnontieteisiin orientoitunutta, eikä töitä testattu lukio-opiskelijoilla, joten tuloksiin on suhtauduttava pienellä kriittisyydellä.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [6978]