Kemian ja fysiikan opintopolku
Projektin päätavoitteena on kehittää ja tutkia oppimista tukevia ratkaisuja yläkoulun kemian ja fysiikan opetuksessa. Keskeiset tavoitteet ovat:
- Luoda oppimisympäristö, joka tukee ja edistää kemian ja fysiikan opetusta, oppimista sekä oppimismotivaatiota.
- Selvittää, miten digitaalinen oppimateriaali voi tukea oppimiseen sitoutumista, motivaatiota ja oppilaiden toimijuutta.
- Tuottaa tutkimustietoa käsitteiden ja taitojen oppimisesta sekä sitoutumisen, toimijuuden ja tunteiden merkityksestä erilaisten oppimisaktiviteettien yhteydessä.
Projektissa toteutettava tutkimus keskittyy muun muassa virheiden tekemisen rooliin oppimisessa sekä kokeellisen työskentelyn merkitykseen sulautuvassa oppimisessa, jossa yhdistetään verkko-opetusta ja perinteistä lähiopetusta. Lisäksi tarkastellaan esimerkiksi tiedepääoman ja sosioemotionaalisten taitojen vaikutusta oppimiseen. Tavoitteena on vahvistaa oppimista, oppilaiden toimijuutta ja sitoutumista sekä lisätä oppimismotivaatiota kemian ja fysiikan opetuksessa.
Tutkimukseen osallistuvat opettajat ja heidän oppilasryhmänsä saavat käyttöönsä ViLLE-oppimisympäristön (Turun yliopiston Oppimisanalytiikan tutkimusinstituutti) tarjoamat kemian ja fysiikan oppimateriaalit: https://www.oppimisanalytiikka.fi/ville/fyke-opintopolut/. Tutkimusaineistoa kerätään usean vuoden ajan ViLLE-ympäristön kyselyistä ja oppilaiden suoriutumiseen perustuvasta oppimisanalytiikasta.
Hanke on osa Suomen Akatemian rahoittamaa EDUCA – Koulutuksen tulevaisuus -lippulaivahanketta (https://educaflagship.fi/) ja toteutetaan Turun yliopiston Kemian laitoksen sekä Oppimisanalytiikan tutkimusinstituutin yhteistyönä (TRILA-konsortio). Tutkimuksen vastuullinen johtaja on yliopistonlehtori, FT Veli-Matti Vesterinen, Kemian oppimisen ja opetuksen tutkimusryhmän johtaja, Turun yliopisto (veli-matti.vesterinen@utu.fi).
Tutustu opintopolkuihin
Sisällöt
Opintopolkumateriaalit on suunniteltu yläkoulun kemian ja fysiikan opetukseen, ja ne kattavat kaikki Suomen opetussuunnitelmassa määritellyt aiheet. Opintopolut koostuvat kahdenlaisista aktiviteeteista: tutoriaaleista ja harjoitustehtävistä.
Tutoriaalit ovat tietyn oppisisällön oppimiseen tarkoitettuja rajattuja kokonaisuuksia, joissa kyseistä aihetta opiskellaan vaihe vaiheelta tehtävien, opetustekstien, simulaatioiden, demonstraatiovideoiden ja käytännön kokeellisten töiden avulla.
Harjoitustehtävät on suunniteltu testaamaan, vahvistamaan sekä syventämään jo ennalta opittua sisältöä.
Harjoitustehtävät
Tehtävät on luotu vastaamaan opetussuunnitelman sisältöä aiheesta, kuitenkaan sitomatta niitä mihinkään tiettyyn oppikirjaan. Tehtävät sisältävät lisäksi sellaista oppimista tukevaa materiaalia, jonka avulla oppilaan on mahdollista oppia sisällöt itsenäisesti esimerkiksi sellaisessa tilanteessa, jossa tämä on joutunut olemaan poissa opetuksesta.
Harjoitustehtävät ovat automaattisesti arvioitavia, ja oppilaille tarjotaan jatkuvaa palautetta oppimisesta aina kun mahdollista.
Tutoriaalit
Teoria opetetaan suoraan tutoriaaleissa, joten aiheen opettamisen sijaan opettajalle jää enemmän aikaa olla niiden oppilaiden apuna, jotka tarvitsevat enemmän tukea asioiden sisäistämiseen. Ryhmätyötutoriaalien tekemiseen kuluu aikaa noin 20-30 minuuttia, joten niitä voidaan käyttää osana tavallista oppituntia, mutta myös esimerkiksi kotitehtävinä tai lisätehtävinä.
Tutoriaaleissa pyritään hyödyntämään mahdollisimman monipuolisesti teknologian tuomia etuja. Teoriaosioiden yhteyteen on liitetty mahdollisuuksien mukaan aiheeseen liittyviä simulaatioita ja animaatioita. Nämä materiaaleihin suoraan liitetyt simulaatiot ovat luotu opetuskäyttöön aiheiden monipuolisen tutkimisen mahdollistamiseksi. Oppiminen varmistetaan simulaatioihin liittyvillä tehtävillä.
Oppilaat voivat tehdä tutoriaalit myös yhteistoiminnallisesti pienissä oppilasryhmissä.
Oppilastutkimukset
Normaalien tutoriaalien ohella materiaali sisältää tutkimustutoriaaleja. Näiden tutoriaalien tarkoitus on antaa valmiit ohjeet oppilaille aiheeseen liittyvän tutkimuksen suorittamiseen oppitunnilla. Lisäksi tutoriaali tarjoaa valmiin teorian, toimii vastauspohjana ja antaa automaattisesti palautteen vastausten perusteella.
Demovideot
Materiaalit sisältävät oppilastutkimuksille vaihtoehtoisena lähestymistapana demovideoita ammattilaisten toteuttamina. Näiden videotutoriaalien avulla oppilaat voivat havainnoida opiskeltavan tutkimuksen olennaiset osat silloinkin, kun tutkimusta ei syystä tai toisesta pystytä oppilaan kanssa suorittamaan. Oppimisen varmistamiseksi videotutoriaaleissa on kysymyksiä ja tehtäviä aiheeseen liittyen.
Tutkimusaineisto
Tutkimusaineisto koostuu kyselyistä sekä automaattisesti jokaiselta oppilaalta kertyvästä oppimisanalytiikkadatasta. Kyselyt on sijoitettu osaksi opintopolkua, ja ne sisältävät alkukyselyn, oppimisaktiviteettien yhteydessä kerättäviä kokemusotantakyselyjä, sekä loppukyselyn.
