VERKKO-OPETUKSEN KÄYTÖSTÄ FYSIIKAN OPETUKSESSA
VERKKO-OPETUKSEN KÄYTÖSTÄ FYSIIKAN OPETUKSESSA
VERKKO-OPETUKSEN KÄYTÖSTÄ FYSIIKAN OPETUKSESSA
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Lisensiaaatintutkielma<br />
Fysiikan opettajan suuntautumisvaihtoehto<br />
<strong>VERKKO</strong>-<strong>OPETUKSEN</strong> <strong>KÄYTÖSTÄ</strong> <strong>FYSIIKAN</strong> <strong>OPETUKSESSA</strong><br />
ERITYISESTI MAATALOUS-METSÄTIETEELLISEN TIEDEKUNNAN KANNALTA<br />
TARKASTELTUNA<br />
Seppo Tenitz<br />
11.5.2008<br />
Ohjaajat:<br />
Mikko Hautala<br />
Ismo Koponen<br />
Tarkastajat:<br />
Kalle Juuti<br />
Heimo Saarikko<br />
HELSINGIN YLIOPISTO<br />
FYSIKAALISTEN TIETEIDEN LAITOS<br />
PL 64 (Gustaf Hällströmin katu 2)<br />
00014 Helsingin yliopisto
HELSINGIN YLIOPISTO<br />
Tiedekunta/Osasto<br />
Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta<br />
Tekijä<br />
Tenitz, Seppo<br />
Työn nimi<br />
Laitos<br />
Fysiikan laitos<br />
Verkko-opetuksen käytöstä fysiikan opetuksessa erityisesti maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan<br />
kannalta tarkasteltuna<br />
Oppiaine<br />
Fysiikka / Fysiikan opetus<br />
Työn laji<br />
Lisensiaatintutkielma<br />
Tiivistelmä<br />
Aika<br />
11.5.2008<br />
Sivumäärä<br />
111 s. + VII<br />
Työn tavoitteena oli selvittää konstruktivismiin ja fysiikan opetuksen tutkimukseen (PER) perustuvan<br />
opetuksen erot ja yhtäläisyydet ja se, missä määrin konstruktivistinen oppimisnäkemys<br />
on otettava huomioon ensisijaisesti PERin tuloksiin perustuvassa fysiikan verkko-opetuksessa.<br />
Tavoitteena oli lisäksi etsiä kehittämistutkimuksen avulla toimivia muotoja Helsingin yliopiston<br />
maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan fysiikka I- ja fysiikka II –kurssien vaihtoehtoiseksi toteuttamiseksi<br />
verkkokursseina sekä laatia ehdotus kyseisten verkkokurssien kehittämiseksi jatkossa<br />
eteenpäin.<br />
Konstruktivistisen oppimisnäkemyksen ansioksi on työn kirjallisuusosan perusteella luettava<br />
sen yleiseen tietoisuuteen nostamat näkemykset oppijan ennakkokäsitysten huomioon ottamisen<br />
sekä vuorovaikutuksen ja oppijan aktiivisen toiminnan tärkeydestä opetuksessa. Konstruktivismista<br />
johdettuihin muihin opetusta koskeviin näkemyksiin on kuitenkin suhtauduttava fysiikan<br />
verkko- ja muussa opetuksessa varoen. Tavoitteena kurssien verkko-oppimisympäristöjä rakennettaessa<br />
pidettiin tässä tutkimuksessa siksi sitä, että ainakin toinen oppija-oppija- tai oppija-sisältö-vuorovaikutuksista<br />
on korkeatasoisesti toteutettu. Näiden vuorovaikutusten huomioon ottaminen<br />
PERiin perustuvan lähiopetuksen tavoin sekä kursseilla tarvittavien fysiikan ennakkotietojen<br />
huomioon ottaminen ja opetuksen sovelluslähtöisyys valittiin hankkeen opetuksellisiksi<br />
lähtökohdiksi.<br />
Verkko-opiskelusta pyrittiin ensin rakentamaan vaihtoehtoinen tapa tiedekunnan fysiikka I- ja<br />
fysiikka II –kurssien suorittamiseksi siten, että oppijat voivat joko perinteiseen tai verkkoavusteiseen<br />
opetukseen perustuvan opetuksen jälkeen osallistua samaan kurssin kirjalliseen loppukuulusteluun.<br />
Oppijoiden välisillä verkkokeskusteluilla oli tärkeä osa tässä suunnitelmassa. Tästä<br />
suunnitelmasta luovuttiin myöhemmin osaksi, ja fysiikka I –kurssin kirjallisen suorittamistavan<br />
rinnalle otettiin käyttöön itsenäiseen opiskeluun, sähköisesti vastattaviin kysymyksiin ja käsitekartan<br />
laatimiseen ryhmätyönä perustuva kurssin suoritustapa. Tästä suorittamistavasta saadut<br />
kokemukset olivat myönteisiä, kun taas verkkokeskustelut osoittautuivat oppijoille liian<br />
vaativaksi opiskelutavaksi.<br />
Avainsanat<br />
Fysiikka, verkko-opetus, fysiikan opetuksen tutkimus, PER, konstruktivismi<br />
Säilytyspaikka<br />
Kumpulan tiedekirjasto<br />
Muita tietoja<br />
2
SISÄLLYS<br />
1. JOHDANTO ......................................................................................................................... 5<br />
2. <strong>VERKKO</strong>-OPETUS<br />
2.1. Verkko-opetuksen määrittely ......................................................................................... 9<br />
2.2. Verkko-opetuksen didaktiikka .......................................................................................11<br />
2.2.1. Oppimisteoriat<br />
2.2.2. Oppimisnäkemykset<br />
2.2.3. Pedagogiset mallit ja muuttujat<br />
2.3. Fysiikan verkko-opetus ..................................................................................................17<br />
2.3.1. Fysiikan verkko-opetuksen perustelut<br />
2.3.2. Fysiikan verkko-opetuksen toteuttamistavat<br />
2.3.3. Esimerkkejä fysiikan verkko-opetuksesta aikuisopetuksessa<br />
3. KONSTRUKTIVISMIIN PERUSTUVAT OPETUSTAVAT <strong>VERKKO</strong>-<strong>OPETUKSESSA</strong><br />
3.1. Konstruktivistinen oppimisnäkemys ja sen historia ..................................................... 25<br />
3.2. Konstruktivismiin perustuva opetus ............................................................................. 28<br />
3.2.1. Opetuksen yleiset piirteet<br />
3.2.2. Ongelmaratkaisuun perustuva opetus<br />
3.3. Konstruktivismiin perustuva verkko-opetus ja oppimisympäristö ............................... 33<br />
4. KONSTRUKTIVISMIIN PERUSTUVA OPETUS JA <strong>FYSIIKAN</strong> OPPIMINEN<br />
4.1. Konstruktivismiin perustuvan opetuksen kritiikki ........................................................ 38<br />
4.1.1. Fysiikan tietokäsitys ja konstruktivismi<br />
4.1.2. Tavoitteen huomioon ottaminen konstruktivismiin perustuvassa opetuksessa<br />
4.1.3. Konstruktivismiin perustuvan opetuksen tehokkuus<br />
4.1.4. Kollaboratiivisuus opetuksessa<br />
4.2. PER ja konstruktivismiin perustuva opetus .................................................................. 50<br />
5. KIRJALLISUUSTUTKIMUKSEEN PERUSTUVAT PÄÄTELMÄT ............................... 54<br />
6. KEHITTÄMISHANKKEEN TOTEUTUS<br />
6.1. Hankkeen yleiskuvaus .................................................................................................. 58<br />
6.2. Taustaselvityksen tulokset ............................................................................................ 60<br />
6.2.1. Fysiikan perusopetukselle tiedekunnassa asetetut tavoitteet<br />
6.2.2. Fysiikan perusopetuksen tämänhetkinen sisältö<br />
6.2.3. Opetuksen aikaisemmasta kehittämisestä saadut kokemukset<br />
6.3. Ensimmäisen opiskelijakyselyn tulokset (fysiikka I) ................................................... 64<br />
3
6.4. Fysiikka II –kurssin toteutus ......................................................................................... 67<br />
6.4.1. Oppimisympäristön rakenne<br />
6.4.2. Oppimisympäristön opetuksellinen tarkastelu<br />
6.5. Fysiikka I –kurssin toteutus .......................................................................................... 74<br />
6.5.1. Oppimisympäristön rakenne<br />
6.5.2. Oppimisympäristön opetuksellinen tarkastelu<br />
7. KEHITTÄMISHANKKEEN TULOKSET<br />
7.1. Ensimmäisen opetuskokeilun tulokset (fysiikka II) ..................................................... 77<br />
7.1.1. Kurssialueen käyttö<br />
7.1.2. Oppimistulokset ja muu opiskelijapalaute<br />
7.2. Toisen opetuskokeilun tulokset (fysiikka I) ................................................................. 86<br />
7.2.1. Kurssialueen käyttö<br />
7.2.2. Oppimistulokset ja muu opiskelijapalaute<br />
8. PÄÄTELMÄT JA EHDOTUKSET ..................................................................................... 96<br />
9. KIRJALLISUUSLUETTELO .............................................................................................100<br />
Liite A ........................................................................................................................................112<br />
Liite B ........................................................................................................................................115<br />
4
1. JOHDANTO<br />
Kasvatustieteen eli pedagogiikan lähtökohtina opetuksessa tutkimisessa ovat oppija, oppimisyhteisö<br />
ja oppimisympäristö. Kasvatustiede painottaa tutkimuksessaan oppijan tiedon hankintaa ja<br />
tietorakenteita ja mm. sitä, miten niihin voidaan vaikuttaa. Fysiikan opetusta kehittävässä tutkimuksessa<br />
ovat mukana oppijan tiedon hankkimisen ja oppimisen ongelmien ohella myös fysiikan<br />
rakenteellisuudesta nousevat kysymykset (Kurki-Suonio ja Kurki-Suonio 1998). Fysiikan<br />
opetuksen tutkimuksella (physics education research, PER) tarkoitetaan fysiikan ymmärtämisen<br />
ja oppimisen ohjauksen kysymyksiin suuntautunutta fysiikan aluetta. Kyseinen käsite on erotettava<br />
fysiikan didaktiikasta, mikä on kasvatustiedettä sovellettuna fysiikan opetukseen. PERin tavoitteena<br />
on olemassa olevien opetusmenetelmien parantaminen ja uusien menetelmien kehittäminen<br />
kokeellista tietä fysiikan opetuksen käyttöön (van Aalst 2000).<br />
Kasvatustieteellinen tutkimus ja didaktiikka perustuvat humanistiseen tieteenperinteeseen, missä<br />
käsitys tiedosta on erilainen kuin luonnontieteen ja tekniikan tietokäsitys. Luonnontieteilijä tarkoittaa<br />
tiedolla faktojen verkostoa, missä tiedon lisääntyminen tapahtuu evidenssin eikä subjektiivisten<br />
näkemysten tai arvoarvostelmien kautta. Luotettavasti havaittu ja raportoitu ilmiö on osa<br />
luonnontieteen rakenteita, eikä sen oikeellisuutta niin muodoin ole tarpeellista epäillä. Luonnontieteilijä<br />
tai insinööri on siksi taipuvainen omaksumaan ja opettamaan tietoa muillekin ulkopuoliselta<br />
auktoriteetilta saatuna faktana. Tiedon kyseenalaistamiselle ja omien mielipiteiden muodostamiselle<br />
tiedosta on heidän opetuksessaan vähemmän tilaa kuin tiedon tulkintaan ja yhdistelyyn<br />
perustuvilla aloilla, kuten kasvatustieteessä.<br />
Kasvatustieteessä tällä hetkellä vallitsevat oppimisnäkemykset painottavat oppijan omaa ymmärrystä<br />
ja tulkintoja tiedosta sekä oppimisen sosiaalisen ympäristön huomioon ottamista opetuksessa<br />
(Enkenberg 2000). Fysiikan opetukselle taas on leimallista tavoite tiedon omaksumisesta sellaisenaan,<br />
ja sen omakohtainen tulkitseminen vain mahdollisimman vähäisessä määrin. Oppimisen<br />
ohjaajan episteeminen auktoriteetti on siksi oppijan ennakkotietojen ja -käsitysten huomioon<br />
ottamisen lisäksi keskeisessä asemassa fysiikan ja muunkin luonnontieteen opetuksessa. Tämä<br />
tekee fysiikan opetuksesta kasvatustieteen näkökulmasta katsoen vähemmän progressiivista kuin<br />
mitä opetus joissakin muissa oppiaineissa nykyisin saattaa olla. Tämä saattaa myös vähentää kollaboratiivisuuden<br />
ja keskusteluihin perustuvan oppimisen käyttöarvoa fysiikan opetuksessa, jos<br />
5
tilannetta verrataan tilanteeseen muissa oppiaineissa. Kollaboratiivisuudella eli yhteisöllisyydellä<br />
tarkoitetaan silloin työskentelyprosessia, minkä tavoitteena on ilmiön selittäminen tai ongelman<br />
ratkaiseminen keskustelun ja pohdinnan avulla ryhmässä.<br />
Fysiikan perinteisen opetustavan on silti jo kauan sanottu olevan kriisissä, ja sitä on siksi pyritty<br />
eri tavoin uudistamaan (Kurki-Suonio ja Kurki-Suonio 1994, s. 4-5; McDermott ja Redish 1999;<br />
McDermott 2001; Hake 2002; Gerace ja Beatty 2005). Monen yliopisto-opettajan kokemukset<br />
etenkin fysiikan luento-opetuksen tehottomuudesta saavat tukea mm. Haken (1998) tekemästä<br />
meta-analyysista, johon kattoi yli 6000 opiskelijaa Yhdysvaltain lukioista, collegeista ja yliopistoista.<br />
Analyysi osoitti, että vuorovaikutteisia opetusmenetelmiä hyödyntävien fysiikan kurssien<br />
ja perinteisten luentokurssien oppimistulosten välillä oli erittäin merkitsevä ero vuorovaikutteisten<br />
opetusmenetelmien eduksi. Perinteisen opetuksen vaikutus fysiikan käsitteiden oppimiseen<br />
oli sen lisäksi lähes riippumaton opettajan koulutuksesta, innostuneisuudesta, opiskelijoista ja<br />
oppilaitoksesta. Vuorovaikutteisuuden lisääminen ja mm. kokeellisuuteen perustuva oppiminen<br />
ovat tapoja, joilla fysiikan opetusta on vastaavien havaintojen seurauksena pyritty kehittämään.<br />
Vuorovaikutteisuuteen ja harkittuun oppimisympäristöön perustuva verkko-opiskelukin voisi sen<br />
pohjalta tarjota monille oppijoille vaihtoehtoisen tavan fysiikan opiskelemiseksi mielenkiintoa<br />
herättävällä tavalla. Tieto- ja viestintätekniikan kehittyneisyys tekee nykyisin mahdolliseksi vuorovaikutteisuuden<br />
toteutumisen opiskelussa muillakin keinoin kuin lähiopetuksessa, mihin tavanomainen<br />
opiskelu perustuu.<br />
Toisin kuin esimerkiksi perinteisessä luento-opetuksessa, oppija on tietoverkossa tapahtuvassa<br />
verkko-opetuksessa aina aktiivinen toimija. Jatkuvan näytön vaatimuksen ja kirjallisen esitystavan<br />
vuoksi muunlainen opiskelu verkkoympäristössä ei ole käytännössä mahdollista. Tämä verkko-oppimisympäristön<br />
piirre jo itsessään merkitsee muutosta oppijan passiiviseen rooliin perustuvaan<br />
perinteiseen opetustapaan verrattuna. Verkko-opetuksen yleistyminen yliopiston opetusmuotona<br />
edellyttää kuitenkin merkittävää muutosta myös opettajien suhtautumisessa opetukseensa,<br />
samoin kuin heidän asemaansa oppimisen ohjaajina.<br />
Yliopisto-opettajilla on aikaisemmin ollut vain vähän ulkoa päin vaikuttavia syitä eritellä niitä<br />
selitysmalleja, joihin heidän itse suunnittelemansa opetus perustuu. Jos opetuksen tavoitteiden<br />
6
määrittelyyn on yleensä kiinnitetty yliopisto-opetuksessa lainkaan huomiota, se on ohitettu vakiomuotoisena<br />
opetuksen reunaehtona, missä tavoitteena on ollut maksimaalisen tietomäärän<br />
siirtäminen opetettavasta asiasta oppijan haltuun. Oppimistavoitteiden asettelu oppijoiden ennakkotiedot<br />
ja omaksumiskyky erityisesti huomioon ottaen edustaa monissa yliopistojen opetusyksiköissä<br />
vieläkin varsin uutta ajattelua. Perinteiset käsitykset oppijoiden lahjattomuudesta opiskeltavalla<br />
alalla tai heidän opiskeluun uhraamansa työn vähäisyydestä suhteessa menestymiseen tarvittavaan<br />
määrään ovat edelleen usein elinvoimaisia. Nykyisen lukio-opetuksen sisällön ja luonteen<br />
huono tuntemus ovat jopa ruokkineet tällaisia käsityksiä erityisesti luonnontieteen perusopetukseen<br />
vahvasti tukeutuvilla soveltavilla tieteenaloilla. Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisessä<br />
tiedekunnassa tiedekunnan opetuksen kehittämiseen tähtäävä Juonto-hanke vuosina<br />
1998-2002 avasi opettajakunnan silmiä näkemään asioita laajemmin myös kasvatustieteellisestä<br />
ja tiedekunnan opiskelijoiden näkökulmasta katsoen. Hanke vaikutti tiedekunnassa voimakkaasti<br />
monien opettajien oppimista koskeviin käsityksiin, mutta se antoi opettajille puutteellisen kuvan<br />
niistä menetelmistä, joita tiedekunnan monien oppiaineiden opetuksessa pitäisi käyttää. Lähtökohdaltaan<br />
sosiaaliseen konstruktivismiin suuntautuvana (Levander ja Repo-Kaarento 2002)<br />
hankkeen tarjoama tieto opetusmenetelmistä on vain osaksi sovellettavissa luonnontieteellispohjaisten<br />
oppiaineiden opetukseen.<br />
Konstruktivististen opetusmenetelmien soveltuvuutta matematiikan ja luonnontieteen opetukseen<br />
on viime vuosina kritisoitu paljon (Solomon 1994; Osborne 1996; Phillips 1995; Anderson ym.<br />
2000; Jenkins 2000; Fox 2001; Keeves 2002; Matthews 2002; Terhart 2003; Mayer 2004;<br />
Kirschner ym. 2006; Sweller ym. 2007). Valtavirran opetuksen tutkimuksen ja luonnontieteen<br />
kokeelliseen näyttöön perustuvan lähestymistavan välinen vastakkainasettelu, mitä ei juurikaan<br />
tunneta maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa, on sen pohjalta ollut tämän lisensiaatintutkielmani<br />
ensimmäinen lähtökohta. Tavoitteeni on ollut selvittää konstruktivismiin ja PERiin perustuvan<br />
opetuksen erot ja yhtäläisyydet ja se, missä määrin konstruktivistinen oppimisnäkemys<br />
on otettava huomioon ensisijaisesti PERin tuloksiin perustuvassa fysiikan verkko-opetuksessa.<br />
Toinen lähtökohta työssäni on ollut kurssikohtaisten opetuksen tavoitteiden sovittaminen yhteen<br />
valtakunnallisten ja yliopiston sisäisten verkko-opetuksen kehittämistavoitteiden ja laatukriteerien<br />
kanssa maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan fysiikan perusopetuksessa. Valtakunnallisella<br />
tasolla verkko-opetuksen kehittämistä ohjasi työn aikana löyhästi Opetushallituksen vuonna<br />
7
2004 asettaman työryhmän laatima toisen asteen ja aikuiskoulutuksen virtuaaliopetuksen kehittämis-<br />
ja vakiinnuttamissuunnitelma. Suunnitelman pääkohtina ovat näkemys siitä, että verkko-opetuksen<br />
kehittämisessä on kysymys ennen kaikkea verkkopedagogiikan kehittämisestä, ja se visio,<br />
että jokaisella tutkinto-opiskelijalla olisi mahdollisuus saada laadukasta verkko-opetusta osana<br />
tutkinto-opiskeluaan. Yliopiston omat verkko-opetuksen kehittämistavoitteet myötäilevät näitä<br />
valtakunnallisella tasolla hyväksyttyjä näkemyksiä. Työni sisältönä oli siltä pohjalta etsiä kehittämistutkimuksen<br />
kautta toimivia muotoja maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan fysiikka I- ja<br />
fysiikka II -kurssien vaihtoehtoiseksi toteuttamiseksi verkkokursseina. Sen lisäksi tavoitteena oli<br />
laatia kokemusteni perusteella ehdotus näiden kurssien kehittämiseksi jatkossa eteenpäin.<br />
Kehittämistutkimus on verrattain uusi ja itsekin vielä kehittymisvaiheessa oleva lähestymistapa<br />
kasvatustieteelliseen tutkimukseen yleensä (O’Donnell 2004; Wang ja Hannafin 2004). Kehittämistutkimuksen<br />
tavoitteena on iteratiivisen, teknisten ja muiden alojen kehittämistoimintaa jäljittelevän<br />
toiminnan, kautta löytää toteuttamiskelpoisia vaihtoehtoja ja käytännön ratkaisuja asiantilojen<br />
parantamiseksi (Edelson 2002; Cobb ym. 2003). Kehittämistoiminnalla on tutkimuksellinen<br />
orientaatio, jos kehittämiskohteen parantamiseen pyritään systemaattisesti ja perinpohjaisen<br />
harkintaprosessin kautta (kuva 1). Lähestymistavassa korostuu tutkijoiden ja ammatinharjoittajien<br />
(esim. opettajien) yhteinen osallistuminen kehittämistoimintaan ja kehittämiskohteeseen liittyvän<br />
kontekstuaalisen tiedon tuottaminen tulosten yleistettävyyden ja perinteisen teoreettisen<br />
kontribuution sijasta.<br />
Juutin (2005) mukaan kehittämistutkimus tarjoaa mahdollisuuden tutkia ainutlaatuisia kasvatuksen<br />
ilmiöitä esimerkiksi fysiikan alalla, tuottaa artefakteja hyödynnettäväksi ja kehittää ja tarkentaa<br />
kasvatustieteellisiä teorioita. Näillä keinoin kehittämistutkimus sitouttaa tutkijat suoraan kasvatuksellisten<br />
käytäntöjen parantamiseen, mikä on perinteisessä kasvatustieteellisessä tutkimuksessa<br />
ollut varsin harvinaista (Heron ja Meltzer 2005). Kehittämistutkimukseen lähestymistapana<br />
liittyy tässä työssä erityistä mielenkiintoa siksi, että suuren osan PERistä on katsottu olleen kehittämistutkimusta<br />
jo ennen kehittämistutkimuksen syntymistä kasvatustieteellisenä tutkimustapana<br />
(Hake 2004, 2005, 2007a). Lähestymistapa ei silti ole opetuksen tutkimusmenetelmänä<br />
PERin piirissä enempää yleisesti tunnettu kuin fysiikan opetuksen tutkimukseen soveltuvaksi<br />
täysin hyväksyttykään (Hake 2007a,b).<br />
8
2. <strong>VERKKO</strong>-OPETUS<br />
2.1. Verkko-opetuksen määrittely<br />
Kuva 1. Kehittämistutkimus (Valkama 2004)<br />
Verkko-opetuksella tarkoitetaan opetusta, mikä tapahtuu virtuaalisia oppimisympäristöjä hyväksi<br />
käyttäen. Virtuaalinen oppimisympäristö on Internet- tai intranetverkon (jatkossa mikroverkon),<br />
sivusto, mikä tarjoaa opettajille ja/tai oppijoille opiskelussa tarvittavan yhteisen työskentelytilan.<br />
Verkko-opetus voidaan toteuttaa joko lähiopetuksena, jolloin oppijat ja opettaja ovat samaan aikaan<br />
läsnä esim. ATK-luokassa, tai etäopetuksena, jolloin oppijat suorittavat tehtäviä omalta tietokoneeltaan<br />
usein omalla ajallaan. Toteutuksina tulevat kysymykseen myös erilaiset sekä lähiettä<br />
etäopetusta sisältävät opetusmuodot, jolloin puhutaan monimuoto- tai verkkoavusteisesta<br />
opetuksesta.<br />
Oppimisympäristöllä tarkoitetaan toimintaympäristöä, mikä tarjoaa kognitiivisia resursseja oppimisen<br />
tueksi. Kognitiiviset resurssit ovat apuvälineitä, joilla opiskelija mallintaa ympäristöään<br />
omaa ajatteluprosessiaan tukevalla tavalla. Yleisesti käytössä olevia virtuaalisia oppimisympäristöjä<br />
ovat esimerkiksi WebCT-, Moodle- ja Fle3-oppimisalustat. Muita oppimisympäristöjä<br />
9
ovat esimerkiksi luokkahuoneet, laboratoriot, kirjastot, luentosalit ja Internet. Oppimisympäristön<br />
muodostavat oppijat, opettaja(t) ja ympäristön fyysiset puitteet sekä käytettävissä oleva tieto<br />
ja menetelmät tiedon hankkimiseksi. Virtuaalinen oppimisympäristö voi muodostua esimerkiksi<br />
erilaisista hypertekstin ominaisuuksia hyödyntävistä aineistoista, hypermediasta ja eri- tai samanaikaisen<br />
vuorovaikutuksen mahdollistavista välineistä. (Lappi 2007)<br />
Taulukko 1. Verkko-opetuksen jaottelu mikroverkon hyödyntämisasteen perusteella (Riski 2003)<br />
Verkko-opetuksen<br />
luonne<br />
0 Verkko-opetusta ei<br />
hyödynnetä lainkaan<br />
Kuvaus<br />
Internetissä ei ole kurssista mitään informaatiota.<br />
1 Informationaalinen Kurssin perustiedot, kuten opettajien yhteystiedot sekä kurssirunko<br />
ovat saatavilla Internetissä. Informaatio on staattista ja hyvin helposti<br />
yllä pidettävää.<br />
2 Täydentävä Osa kurssin opetusmateriaalista, kuten luentokalvot tai opiskelijoiden<br />
esitelmät, ovat saatavilla Internetissä. Opiskelijat etsivät Internetistä<br />
kurssin läpäisemistä helpottavaa materiaalia sekä ohjatun opetuksen<br />
yhteydessä että sen ulkopuolella.<br />
3 Edellyttävä Kurssin läpäiseminen ilman säännöllistä Internetissä sijaitsevassa<br />
kurssijärjestelmässä käyntiä on hankalaa. Kaikki kirjallinen kurssimateriaali,<br />
tai ainakin suurin osa siitä, on saatavilla Internetissä.<br />
4 Yhteisöllinen Kurssilaiset tapaavat sekä fyysisesti että Internetin välityksellä. Internetin<br />
kautta kommunikointi on kurssin arvosteltava osa.<br />
5 Primaarinen Kurssin opiskelijat voivat käyttää Internetiä primaarisena kurssille<br />
osallistumisen välineenä. Fyysisiä kurssitapaamisia on vain muutamia.<br />
Kurssin voi läpäistä kommunikoimalla pelkästään Internetin<br />
välityksellä.<br />
6 Täydellinen Kurssin opetus ja kommunikaatio tapahtuvat pelkästään Internetin<br />
välityksellä. Kurssin opiskelijat voivat olla fyysisesti missä tahansa.<br />
Kurssin opettajat ja ylläpitäjät ovat osa isoa virtuaaliopetusyhteisöä.<br />
Taulukossa 1 on luonnehdittu verkko-opetusta sen perusteella, kuinka suuri osa opetuksesta perustuu<br />
mikroverkon resurssien käyttöön. Varsinaisesta verkko-opetuksesta voidaan puhua taulukon<br />
tason 4 opetuksesta lähtien, mistä tasosta alkaen kurssia ei voida läpäistä ilman mikroverkossa<br />
tapahtuvaa työskentelyä. Tässä tutkielmassani verkko-opetuksella tarkoitetaan tasojen 4-6<br />
mukaista opetusta.<br />
10
2.2. Verkko-opetuksen didaktiikka<br />
Ainedidaktiikalla tarkoitetaan oppiaineen opetusoppia, eli tietoa siitä, millä keinoin ja mitä muotoja<br />
noudattaen oppiaineen sisältöä opetetaan. Didaktiikka yleisesti on tiede, mikä tutkii opetusta<br />
ja pyrkii löytämään opetuksen ja oppimisprosessin lainmukaisuudet ja rakentamaan niistä kokonaisvaltaisen<br />
opetuksen teorian (Nevgi ja Lindblom-Ylänne 2004a). Verkkodidaktiikka didaktiikan<br />
osana tutkii verkko-oppimisympäristössä toteutettua opetusta, opetusmenetelmiä ja opetussuunnitelmia,<br />
verkkokurssien rakenteita ja pedagogisia ratkaisuja (Nevgi ym. 2004). Verkko-oppimisprosessin<br />
kokonaisvaltaista teoriaa ei ole olemassa, ja asiaa on käsitelty kirjallisuudessa<br />
vain vähän (Nichols 2003). Verkko-opetusta ja -oppimista on käsitelty tässä kasvatustieteellisestä<br />
näkökulmasta katsoen taustaksi fysiikan verkko-opetuksen PERiin perustuvalle tarkastelulle.<br />
2.2.1. Oppimisteoriat<br />
Nevgi ja Linblom-Ylänne (2004b) määrittelevät oppimisen teorian tieteelliseksi teoriaksi, millä<br />
selitetään oppimista, ja mikä perustuu tieteelliseen tutkimukseen. Määritelmän tarkastelussa on<br />
huomattava, että käsite teoria ei ole kasvatustieteessä ja kognitiotieteessä yhtä kattava kuin mitä<br />
se on aina fysiikassa. Fysiikassa teorialla tarkoitetaan jotakin asiaa koskevan tiedon hierarkian<br />
korkeinta tasoa, mikä rakentuu suppeampien asiaan liittyvien mallien pohjalle. Teoria, kuten atomiteoria,<br />
on fysiikassa aina selitysvoimainen ja laajaan kokeelliseen näyttöön perustuva. Kasvatustieteessä<br />
ja kognitiotieteessä teoria-käsite vastaa fysiikan malli-käsitettä, ja se kuvaa yleensä<br />
pienehköä joukkoa ilmiöitä, joiden tuottama kuva asiasta on epätäydellinen (Redish 2004). Käsitteiden<br />
määrittelyä fysiikan kannalta haittaa se, että malli-käsitettä käytetään didaktiikassa vuorovaikutuksen<br />
malleista (so. oppimis- ja opetusmenetelmistä) puhuttaessa myös merkityksessä,<br />
mikä lähenee fysiikan malli-käsitettä.<br />
11
2.2.2. Oppimisnäkemykset<br />
Oppimisen teoria on käsitteenä rajatumpi kuin sille läheinen käsite oppimisnäkemys, mihin saattaa<br />
liittyä tieto-opillisia, maailmankatsomuksellisia tai ihmisen perusolemusta koskevia näkemyksiä<br />
(Nevgi ja Linblom-Ylänne 2004b). Erilaiset oppimis- ja opetusmenetelmät liittyvät siksi<br />
usein oppimisnäkemysten kautta hierarkisesti ontologisiin ja epistemologisiin taustaoletuksiin<br />
(kuva 2). Oppimisnäkemyksiä on Nevgin ja Linblom-Ylänteen mukaan valtava määrä, ja niistä<br />
tunnetuimpia ovat mm. behavioristinen, kognitiivinen ja konstruktivistinen oppimisnäkemys.<br />
Oppimisnäkemykset on käsitteenä erotettava oppimiskäsityksistä, mitkä tarkoittavat toimijoiden<br />
henkilökohtaisia käsityksiä oppimisesta (Nevgi ja Lindblom-Ylänne 2004b). Oppimisympäristön<br />
ohella oppimiskäsitysten voidaan katsoa käytännössä ohjaavan oppimista ja opettamista sekä<br />
käytettävien opetusmenetelmien suunnittelua.<br />
Kuva 2. Oppimis- ja opetusmenetelmiä koskevan tiedon tasot<br />
2.2.3. Pedagogiset mallit ja muuttujat<br />
Andersonin (2004) mukaan oppimisen teorian on perustuttava pedagogisen mallin rakentamiselle,<br />
missä määritellään mm. oppimisprosessissa vaikuttavat muuttujat ja niiden väliset suhteet.<br />
Verkko-oppiminen ei itsessään ole mikään pedagoginen malli, kuten esimerkiksi ongelmalähtöi-<br />
12
nen oppiminen (problem based learning, PBL), projektioppiminen ja tutkiva oppiminen (inquiry<br />
learning, IL) ovat (Silander 2003). Verkko-oppiminen voidaan sen sijaan määritellä yleisesti informaatioteknologian<br />
soveltamiseksi olemassa olevien pedagogisten mallien ja oppimisen teorioiden<br />
yhteydessä. Niin ollen se on ensisijaisesti keino, minkä avulla pedagogiset mallit voidaan<br />
tuoda opetukseen ja opiskeluun mukaan (Silander 2003).<br />
Mielekkäässä oppimisessa oppija paitsi muistaa oppimansa myös ymmärtää sen ja pystyy soveltamaan<br />
sitä uusissa tilanteissa. Jonassen (1995, 1999) on Ausubelin (1968) pohjalta määritellyt<br />
joukon mielekkään oppimisen kriteereitä, jotka ovat eräs vaihtoehto oppimisprosessissa vaikuttaviksi<br />
muuttujiksi. Jonassenin (1999) esittämät kriteerit mielekkäälle oppimiselle teknologiapohjaisissa<br />
ympäristöissä ovat aktiivisuus, konstruktiivisuus, intentionaalisuus, yhteistoiminnallisuus<br />
(co-operationality), reflektiivisyys ja autenttisuus. Autenttisuudella Jonassen tarkoittaa oppimisen<br />
kontekstuaalisuutta ja siihen liittyvää opittavan sisällön monimutkaisuutta. Jonassenin kriteerit<br />
perustuvat situationaaliseen oppimisnäkemykseen (Nevgi ym. 2004), minkä mukaan toiminnan<br />
ja oppimisen mahdollisuuksia ei voida kuvata erillään oppimistilanteesta ja -ympäristöstä.<br />
Mannisenmäki (2000) on käyttänyt mielekkään oppimisen kriteereistä nimitystä merkityksellisen<br />
oppimisen kriteerit, ja hän on lukenut niihin mukaan myös Ruokamon ja Pohjolaisen (1999) esittämän<br />
oppimisen siirtovaikutuksen (taulukko 2).<br />
13
Taulukko 2. Merkityksellisen oppimisen kriteerit (Mannisenmäki 2000 lyhentäen)<br />
Merkityksellisen<br />
oppimisen kriteeri<br />
Aktiivisuus<br />
Konstruktiivisuus<br />
Yhteisöllisyys<br />
Intentionaalisuus<br />
Vuorovaikutteisuus<br />
Kontekstuaalisuus<br />
Reflektiivisyys<br />
Siirrettävyys<br />
Kriteerin kuvaus<br />
Oppijat ovat sitoutuneet tietoisesti oppimisprosessiin, jossa tietoa käsitellään<br />
ja jonka tuloksista oppijat ovat itse vastuussa.<br />
Oppijat mukauttavat uudet ideat aikaisempiin tietoihinsa rakentaakseen uutta<br />
tietoa.<br />
Oppijat työskentelevät oppimis- ja tiedonrakentamisyhteisössä käyttäen hyväkseen<br />
jokaisen tietoja ja taitoja rakentaakseen uutta tietämystä.<br />
Oppijat yrittävät aktiivisesti ja innokkaasti saavuttaa kognitiivisia tavoitteita.<br />
Oppiminen on sosiaalinen ja dialoginen prosessi, jossa oppijat hyötyvät toistensa<br />
tiedoista ja laajentavat käsityksiään opittavasta asiasta yhdessä muiden<br />
kanssa.<br />
Oppimistehtävät sijaitsevat mielekkäissä todellisen elämän tilanteissa tai ne<br />
on simuloitu esimerkiksi jonkin ongelmapohjaisen oppimisympäristön kautta.<br />
Oppijoilla on valmiudet ymmärtää ja arvioida omaa oppimistaan ja oppimistuloksiaan<br />
sekä ohjata ja muuttaa omaa oppimistaan.<br />
Oppijat osaavat siirtää tietyssä tilanteessa tai kontekstissa oppimansa johonkin<br />
toiseen tilanteeseen tai kontekstiin. He osaavat myös käyttää näitä aiemmin<br />
oppimiaan asioita uusissa tilanteissa.<br />
Kehittämistutkimuksessa oppimiskontekstit käsitteellistetään mieluummin vuorovaikutteisina<br />
järjestelminä kuin erilaisten aktiviteettien tai oppimiseen vaikuttavien tekijöiden kokoelmina<br />
(Cobb ym. 2003). Kehitystutkimukseen hyvin soveltuvaa tapaa tarkastella verkko-oppimista<br />
edustaa mm. Andersonin (2004) esittämä näkemys verkko-oppimisesta opettajien, oppijoiden ja<br />
verkkoaineiston sisällön välisten vuorovaikutusten muodostamana dynaamisena järjestelmänä.<br />
Oppimisen voidaan tällaisessa järjestelmässä katsoa määräytyvän opettajan toiminnan kautta toteutuvien<br />
vuorovaikutuksen, askeltavan (paced) kollaboratiivisen oppimisen, itsenäisen opiskelun,<br />
opetusta ja opiskelua tukevilta tahoilta saadun avun, rakenteisten (structured) oppimisresurssien<br />
ja oppimisyhteisön vaikutusten seurauksena (kuva 3). Andersonin esittämä malli muistuttaa<br />
semanttista verkkoa, minkä yksinkertaisia muotoja edustavat mm. fysiikan opetuksessakin usein<br />
käytettävät käsitekartat. Semanttisella verkolla tarkoitetaan tekoälytutkimuksessa käytettyä suunnattua<br />
graafia, minkä solmut edustavat käsitteitä ja solmuja liittävät kaaret edustavat käsitteiden<br />
14
välisiä semanttisia suhteita. Verkko-oppimisen teoriaa on pyritty viime aikoina rakentamaan<br />
myös semanttiseen verkkoon perustuen (esim. Yli-Luoma ja Naeve, 2006).<br />
Kuva 3. Vuorovaikutuksen tyyppeihin perustuva verkko-oppimisen malli (Anderson 2004)<br />
Weller (2002, s. 64-78) nimeää kuusi pedagogista mallia, joita on käytetty muita enemmän verkko-oppimisen<br />
ja -opetuksen järjestämiseksi mielekkäällä tavalla. Nämä mallit ovat konstruktivismi,<br />
resurssiperustainen oppiminen, kollaboratiivinen oppiminen, ongelmaperusteinen oppiminen,<br />
narratiivinen oppiminen ja situationaalinen oppiminen. Kaikki nämä organisointimallit<br />
edustavat perinteisestä opetusteknologialähtöisestä lähestymistavasta poikkeavaa lähestymistapaa,<br />
missä opettajalla on oppimisen helpottajan tai siihen verrattava rooli. Perinteinen opetusteknologialähtöinen<br />
opetusmalli on silti verkko-opetuksessakin edelleen elinvoimainen esimerkiksi<br />
opetuksen yhtenä osana. Esimerkiksi Ihanainen ym. (2004, s. 69-79) ovat aikuiskoulutuksen<br />
15
henkilökohtaistamiseen tähtäävässä Opetushallituksen AiHe-projektissa tarkastelleet verkkoopetukseen<br />
nykyisin soveltuvia opetusmalleja, joista he käyttävät nimitystä verkko-opetuksen<br />
strategiat (taulukko 3). Eri strategioihin perustuvat opetusmallit voidaan valita oppijan henkilökohtaisen<br />
vastuun ja vaikutusmahdollisuuksien, opittavan sisällön ja opiskeluun kuuluvan ohjauksen<br />
luonteen, määrän ja tavoitteiden perusteella projektin asiantuntijaryhmän esittelemän jaottelun<br />
pohjalta (liite A). Jaotteluun sisältyviksi opetusmalleiksi Ihanainen ym. (2004) nimeävät<br />
strukturoidut mallit, puolistrukturoidun mallin, avoimen vuorovaikutuksellisen mallin sekä emergenttimallin.<br />
Strukturoidut mallit tarkoittavat Ihanaisen ym. mukaan sellaista perinteistä verkkoopetuksen<br />
toteutusta, missä kurssimateriaali ja tehtävät ovat mikroverkossa ja ohjaaja antaa palautteen<br />
verkossa suoraan oppijalle. Puolistrukturoidussa mallissa käydään annettujen tehtävien<br />
pohjalta oppimiskeskusteluja ja päädytään prosessin lopputuloksena yhteiseen tuotokseen. Avoimessa<br />
vuorovaikutuksellisessa mallissa korostuu dialogi oppijoiden kesken sekä oppijoiden ja<br />
opettajan välillä. Emergentissä mallissa oppijat määrittelevät ja tuottavat aineistoja verkossa ja<br />
keskustelevat keskenään spontaanisti. Emergentti oppiminen tarkoittaa oppimista erilaisten reaalimaailman<br />
ja vuorovaikutustilanteiden kautta.<br />
Taulukko 3. Verkko-opetuksen strategiat ja ohjauksen painopisteet niissä (Rapo 2007)<br />
Verkko-opetuksen strategia Ohjauksen painopiste<br />
Materiaalikeskeinen opetus<br />
Asiantuntijakeskeinen opetus<br />
Tehtäväkeskeinen opetus<br />
Vuorovaikutuskeskeinen opetus<br />
Vertaistyöskentelykeskeinen opetus<br />
Ongelmakeskeinen opetus<br />
Materiaalien löytäminen ja käyttö. Tietopankkien ja tiedonhakutaitojen<br />
hyödyntäminen<br />
Persoonallisten asiantuntijoiden hyödyntäminen. Yleensä verkkoopetuksen<br />
ulkopuolinen henkilö, joka tekee ”intervention” oppimisympäristöön.<br />
Perustuu oppimistehtävien työstämiseen suunnitellusti. Verkkoohjaaja<br />
antaa palautetta ja ohjaa lisäaineistojen pariin.<br />
Osallistujien kokemusten ja näkemysten jakaminen. Toimitaan<br />
enemmän osallistujien kuin materiaalien kautta.<br />
Asenteellinen ja toiminnallinen vertaisosallistuminen. Opettajan<br />
rooli häivytetään: ohjaaja mukana yhtenä kokijana ja tekijänä.<br />
Ongelmien hahmottaminen, työstäminen ja ratkaiseminen.<br />
Ongelma-aiheet kehitetään yhdessä oppijoiden kanssa.<br />
16
2.3. <strong>FYSIIKAN</strong> <strong>VERKKO</strong>-OPETUS<br />
Mikroverkko ja siinä käytettävät ohjelmat määrittelevät rajat ja ehdot verkko-oppijoiden vuorovaikutuksen<br />
muodoille ja ajasta ja paikasta vapautumiselle. Fysiikan opetuksen erityispiirteiden<br />
huomioon ottaminen puolestaan määrittelee rajat sille, miten verkkoympäristön piirteitä ja mahdollisia<br />
etuja voidaan hyödyntää fysiikan verkko-opetuksessa. Keskeiset kysymykset siinä ovat<br />
fysiikan verkko-opetuksen järkevyys yleensä, itsenäisen, ohjatun ja ryhmätyöskentelyn suhde<br />
opiskelussa ja se, onko verkko-opetuksella mahdollista saavuttaa etuja fysiikan lähiopetukseen<br />
verrattuna.<br />
2.3.1. Fysiikan verkko-opetuksen perustelut<br />
Tabakovin (2005) mukaan verkko-opetuksen kehittämiselle on pääasiassa kolme syytä, mitkä<br />
ovat pedagoginen tehokkuus, taloudellinen tehokkuus (useampia oppijoita / opettaja) ja oppimisen<br />
tehokas hallinnointi. Näistä kaksi jälkimmäistä syytä ovat läheisesti liitoksissa toisiinsa, ja ne<br />
ovat useimmiten perimmäiset syyt verkko-opetukseen siirtymisessä. Pedagogisen tehokkuuden,<br />
mikä tarkoittaa opetuksen ja oppimisen sisällön toivottua parantumista, Tabakov katsoo ilmenevän<br />
eri asteisena eri aloilla. Oman alansa, eli lääketieteellisen tekniikan ja fysiikan, hän katsoo<br />
hyötyvän erityisen paljon verkko-opetuksesta siinä helposti toteutettavan runsaan kuvamateriaalin<br />
käytön ja erilaisten simulaatioiden käytön kautta. Tämä näkemys voitaneen yleistää koskemaan<br />
fysiikkaa laajemminkin. Mm. lukiofysiikan opiskelussa, missä kokeellinen työskentely on<br />
Suomessa usein keskitetty omiksi erikoiskursseikseen, animaatioihin tai simulaatioihin perustuvan<br />
havainnollistamisen voidaan arvioida helpottavan huomattavastikin opittavan sisällön ymmärtämistä.<br />
Liikkuvan kuvan voidaan katsoa oppimisen tehokkuutta ajatellen olevan muutenkin<br />
oppijoille nykyisin luontevamman tiedon välitystavan kuin mitä opettajan sanallinen ilmaisu<br />
usein on. Erityisesti tietokoneiden ja muun kodin tekniikan käyttöön tottuneilla nuorilla oppijoilla<br />
tällainen lähestymistapa opetukseen saa tukea arkielämän käytännöistä.<br />
Nykykäsityksen mukainen laadukas oppiminen perustuu paljolti oppijan omaan aktiivisuuteen<br />
oppimis- ja opetusprosessissa (Lindblom-Ylänne ja Nevgi 2004). Verkko-oppimisympäristönkin<br />
pitäisi siksi ohjata oppijaa esittämään kysymyksiä, löytämään ongelmia ja ajattelemaan itsenäi-<br />
17
sesti. Smith ja Taylor (1995) esittivät yhteenvetona 13 havaintoa opiskelijoille ja opettajille<br />
suunnatusta suhteellisuusteorian lukio- ja yliopistotasoisesta (high school, college) verkko-opetuksesta<br />
yhdeksän vuoden ajalta. Ajanjaksona, mitä julkaisu koskee, verkko-opetuksen tekniset<br />
mahdollisuudet olivat huomattavasti vähäisemmät kuin nykyisin. Kirjoittajien tekemien havaintojen<br />
fysiikan verkko-opetuksen yleisistä piirteistä voidaan silti Clinchin ja Richardsin (2002)<br />
uudempaan artikkeliin vertaamalla katsoa olevan nykyisinkin alan verkko-opetuksessa pätevien.<br />
Nämä havainnot ovat pääosin fysiikan verkko-opetusta puoltavia, ja ne ovat seuraavat:<br />
1. Oppijoiden osallistuminen verkossa tapahtuviin keskusteluihin on vilkkaampaa kuin kasvokkain<br />
tapahtuvassa opiskelussa. Oppijoiden ulkonäköön, ihon väriin, ikään tai muihin henkilökohtaisiin<br />
ominaisuuksiin liittyvät, opiskelua mahdollisesti häiritsevät tekijät rajoittuvat oppijoiden sukupuolen<br />
tunnistamiseen. Positiivisten tunteiden ilmaiseminen on helpompaa verkossa kuin henkilökohtaisessa<br />
vuorovaikutuksessa.<br />
2. Opiskelu verkossa ei ole aikaan eikä paikkaan sidottua. Verkko-opiskelu voi koota kurssia varten<br />
riittävästi aiheesta kiinnostuneita oppijoita, jotta kurssin järjestäminen olisi mahdollista.<br />
3. Verkkotyöskentely on monille oppijoille tie tietokoneen käytön ja sähköisen viestinnän opetteluun.<br />
4. Verkko-opiskelu edellyttää monilta oppijoilta suurempaa riippumattomuutta ja vastuun kantamista<br />
kuin useimmat opettajajohtoiseen opetukseen ja/tai luennointiin perustuvat kurssit. Jotkut oppijat<br />
vapautuvat näyttöruudun ääressä suorittamaan tehtäviä, joita he muuten pyrkisivät välttämään.<br />
5. Keskusteleminen ja kysymyksiin vastaaminen kirjallisessa muodossa voi olla monelle tärkeä osa<br />
oppimista. Kirjalliseen esittämistapaan liittyvä tarve esittää asiat viimeistellyssä muodossa lisää<br />
oppimisen tehokkuutta.<br />
6. Tietokoneella tapahtuva mallintaminen ja simulointiohjelmien käyttö ovat luonnollisia ja tehokkaita<br />
oppimistapoja verkkoympäristössä. Tietokone tarjoaa mahdollisuuden myös kurssien hallinnointiin<br />
ja harjoitustehtävien jakamiseen ja käsittelyyn tehokkaalla tavalla.<br />
7. Verkko-oppimisen ohjaajalta vaaditaan opetettavan aiheen hallinnan lisäksi vakaata kohteliaisuutta,<br />
kiinnostuneisuutta ja optimismia sekä kykyä rohkaista keskustelua verkossa heti "oikeita"<br />
vastauksia tarjoamatta.<br />
8. Verkko-oppimisessa oppijoilla itsellään on tärkeä osa käsitteiden selittämisessä toisille oppijoille.<br />
Tämä tapa oppia on eräs tehokkaimmista, kuten moni opettaja tietää.<br />
9. Verkko-opiskelun haittapuolia ovat ymmärtämistä helpottavien visuaalisten vihjeiden puuttuminen<br />
verkkokeskustelusta ja vastauksen viipyminen verkossa esitettyyn kysymykseen. Oppijat,<br />
jotka jäävät kurssilla jälkeen muista oppijoista, ovat verkko-opetuksessa useammin "menetettyjä<br />
tapauksia” kuin tavanomaisessa luokassa tapahtuvassa opetuksessa.<br />
10. Maksimi opiskelijamäärä, mille yksi ohjaaja voi tarjota asianmukaista ohjausta, on verkkokurssissa<br />
25-30. Tämä rajoittaa kurssin opiskelijamäärän pienemmäksi kuin mitä se esim. tavanomai-<br />
18
sessa luentokurssissa saattaa olla.<br />
11. Verkkoympäristö tarjoaa mahdollisuuden kurssin kaiken julkisen ja yksityisen tiedonvaihdon tallettamiseen<br />
tiedostoiksi. Tämä antaa mahdollisuuden kurssilla käydyn tiedonvaihdon tutkimiseen<br />
jälkeenpäin ja kurssin kehittämiseen sen perusteella.<br />
12. Verkkokurssin sisältöä ja aikataulua voidaan muuttaa nopeasti ja helposti tilanteen niin vaatiessa.<br />
Kurssimateriaalia voidaan korjata, päivittää ja täydentää, ja sen vaikeiksi osoittautuvista osista<br />
voidaan keskustella verkossa.<br />
13. Verkkokurssin rakenne on ratkaisevan tärkeä sen onnistumiselle. Oppijat tarvitsevat verkkoopinnoissa<br />
menestyäkseen lähes jokapäiväisiä välitavoitteita, joiden saavuttamista kurssin ohjaaja<br />
valvoo.<br />
Osa esitetyistä havainnoista on kurssin tekniseen toteutukseen tai yleisesti tietokoneen käyttöön<br />
liittyviä havaintoja. Selvästi oppimisen tehokkuuteen liittyviä havaintoja ovat havainnot kohdissa<br />
1-2, 4-6, 8-9 ja 13. Näistä vain viimeisin havainto sekä havainto mallituksen ja simuloinnin luontevuudesta<br />
ja hyödyllisyydestä verkko-opiskelussa (kohta 6) liittyy suoraan fysiikkaan. Muilta<br />
osin fysiikan verkko-opiskelun voidaan päätellä olevan hyvin samanlaista kuin muidenkin oppiaineiden<br />
opiskelun verkossa. Perustelut fysiikan verkkokurssien rakentamiselle ovat siten pääosin<br />
samat kuin ne ovat muidenkin oppiaineiden kohdalla.<br />
2.3.2. Fysiikan verkko-opetuksen toteuttamistavat<br />
Fysiikan opetuksen tutkimusta on tarkasteltu useissa PERiä koskevissa kokooma-artikkeleissa,<br />
joissa tarkastelun aikajänne ulottuu 1970-luvulta nykyaikaan (McDermott ja Redish 1999; Hake<br />
2002, 2007a). PER on tuottanut useita opetusmenetelmiä fysiikan luokkaopetukseen ja harjoitustöiden<br />
tekoon sekä mm. käytännöllisiä ohjeita opetuksen tueksi (Redish 1997; McDermott 2001;<br />
Hake 2002, 2007c). Kvantitatiiviseen tutkimukseen perustuva tietous fysiikan verkko-opetuksesta<br />
ja sen erilaisten toteutusten tehokkuudesta on sen sijaan niukkaa ja hajanaista. Myös tutkimukseen<br />
perustuva tietous PERin tuottamien lähiopetukseen tarkoitettujen opetusmallien soveltumisesta<br />
fysiikan verkko-opetukseen näyttäisi olevan hyvin vähäistä. Erilaisia yleisluonteisia kuvauksia<br />
fysiikan verkko-opetuskokeiluista tai –käytännöistä on sen sijaan olemassa lukuisia.<br />
Verkkokurssien ja perinteiseen opetukseen perustuvien kurssien välillä ei useiden laajojen metaanalyysien<br />
perusteella ole keskimäärin havaittavissa merkittävää eroa oppimistuloksissa (John-<br />
19
son 2007). Verkko-opetus on kuitenkin Sitzmannin ym. (2006) suorittaman meta-analyysin mukaan<br />
selvästi perinteistä luokkaopetusta tehokkaampaa, kun on kysymys deklaratiivisen tiedon<br />
opettamisesta oppijoiden työskentelyä kontrolloiden, kun kurssi on pitkäkestoinen tai kun kurssin<br />
aikana tehdään harjoitustehtäviä, joista saadaan välittömästi palautetta. Gustafsson (2002) on<br />
sen lisäksi ilmoittanut FCI-osaamistestiin perustuvan -tunnusluvun (Hake 1998) olleen laskutavasta<br />
riippuen neljän vuoden jaksolla välillä 0,32-0,69 muille kuin fysiikan pääaineopiskelijoille<br />
soveltuvalla mekaniikan ja lämpöopin verkkokurssilla. Nämä Haken (1998) jaottelun mukaisesti<br />
perinteiseksi luokiteltavalle verkkokurssille lasketut -arvot ovat keskimäärin korkeampia<br />
kuin perinteisessä fysiikan lähiopetuksessa saatavat -arvot (< 0,3). Kurssin läpäisseiden<br />
oppijoiden osuus osallistuneiden määrästä oli kuitenkin vain 41 %, minkä tuloksen Gustafsson<br />
katsoo olleen yleisen verkkokursseille ominaisen suuntauksen mukaisen. Kyseinen tutkimus<br />
näyttäisi olevan ainoa verkkokurssia kokonaisuutena koskeva, ennen/jälkeen-vertailuun perustuva,<br />
tutkimus fysiikan oppimisen tehokkuudesta. Fysiikan oppimiseen verkossa mahdollisesti<br />
vaikuttavia tekijöitä on tutkittu muuten erikseen.<br />
Greene (2001) havaitsi fysiikan käsitteitä koskevan tiedon esittämisen suppeina tietoiskuina tehostavan<br />
fysiikan oppimista ja suositteli kyseistä lähestymistapaa oppijoiden itsenäiseen opiskeluun<br />
perustuvana fysiikan verkko-opetuksen osaksi. Bonham ym. (2001) havaitsivat myös tietokoneella<br />
tehtävistä fysiikan harjoitustehtävistä saatavan hyödyn riippuvan tehtävien pedagogisesta<br />
toteutuksesta, ja esimerkiksi tavanomaisia numeerisia ratkaisuja tuottavien kurssikirjatehtävien<br />
olevan oppimisen kannalta rinnastettavissa kirjallisten harjoitustehtävien tekemiseen. Sähköisesti<br />
tai kirjallisesti tehtävien ja palautettavien harjoitustehtävien vaikutuksissa college-tasoisen<br />
fysiikan kurssin läpäisemiseen ei heidän tutkimuksissaan ollut havaittavissa merkitsevää eroa<br />
(Bonham ym. 2003). Tietokoneen avulla tehtävät mittaukset, kerätyn datan laskennalliset ja videoanalyysit,<br />
multimediaohjelmat, verkkoon rakennetut mikromaailmat ja simulaatiot, erilaiset<br />
mallintamistyökalut ja Internet-työkalut, kuten sähköposti, IRC ja videoneuvottelut, ovat muita<br />
mahdollisia verkko-oppimisympäristön piirteitä, joiden hyödyntämistavat vaikuttavat fysiikan<br />
oppimiseen (Esquembre 2002; Sassi 2005; Kirstein ja Nordmeier 2007).<br />
Tietokoneen käyttö opetuksessa tekee mahdolliseksi henkilöiden välisen vuorovaikutuksen korvaamisen<br />
kokonaan tai osittain tietokoneen ja oppijan välisellä vuorovaikutuksella. Oppijan ja<br />
20
tietokoneen väliseen sokraattiseen vuoropuheluun perustuvan opasohjelman käytön fysiikan harjoitustehtävien<br />
teossa on sen pohjalta havaittu vaikuttavan huomattavasti kirjallisia kotitehtäviä<br />
enemmän sekä kurssin loppukokeen arvosanaa että fysiikan käsitteiden ymmärtämistä parantavasti<br />
(Ogilvie 2000; Morote ja Pritchard 2002). Warnakulasooriya ja Pritchard (2005) ja Warnakulasooriya<br />
ym. (2005) ovat tutkineet myös opitun siirtovaikutusta sokraattiseen menetelmään<br />
perustuvassa etäopetuksessa ja havainneet fysiikan ongelmanratkaisussa tarvittavan ajan, opasohjelmalta<br />
tarvittavien vihjeiden määrän ja väärien vastausten määrän vähentyvän, jos oppijat<br />
ovat ratkaisseet aiheeseen liittyviä tehtäviä jo aikaisemmin. Tulosten perusteella he suosittelevat,<br />
että oppimista ja opitun siirtovaikutusta verkossa helpotetaan liittämällä verkkoympäristöön aiheen<br />
koko käsittelyn ajan ratkaistavia, oppijan taitoja kehittäviä ja häntä opastavia tehtäviä. Tällaiset<br />
tehtävät ovat heidän mielestään myös pedagogisesti ylivoimaisia teorian käsittelyn jälkeen<br />
ratkaistaviin tehtäviin verrattuna.<br />
Riittävän syvällinen ja merkityksellinen oppimisen taso voidaan Andersonin (2003) mukaan saavuttaa<br />
verkko-opetuksessa niin kauan kuin yksikin oppija-opettaja-, oppija-oppija- tai oppija-sisältö-vuorovaikutuksista<br />
(kuva 1) on korkeatasoisesti toteutettu. Muut vuorovaikutuksen muodot<br />
voivat silloin ilmentyä opiskelussa joko vain vähäisessä määrin tai ne voidaan jättää kokonaan<br />
poiskin huonontamatta kasvatuksellisen kokemuksen laatua (Anderson 2003). Pelkästään itsenäiseen<br />
opiskeluun perustuvasta fysiikan kurssien verkko-opiskelusta ei kuitenkaan näyttäisi olevan<br />
julkaistuja kokemuksia tai tutkimustietoa olemassa. Monimuoto-opetus fysiikan verkko-opetuksessa<br />
näyttäisi sen sijaan olevan kirjallisuuden perusteella varsin yleistä ja suositeltua (Yrjänäinen<br />
1998; Rinne 2000; Barojas ja Sierra 2002; Gustafsson 2002; Persin 2002; Tabakov 2005).<br />
Myös pelkkään verkko-opiskeluun perustuvasta työskentelystä on saatu hyviä kokemuksia sekä<br />
lukio- (Smith ja Taylor 1995) että yliopistotasoisessa (Smith ja Taylor 1995; Suson ym. 1999;<br />
Jauhiainen ym. 2002; Koponen ym. 2002) opetuksessa.<br />
2.3.3. Esimerkkejä fysiikan verkko-opetuksesta aikuisopetuksessa<br />
Smith ja Taylor (1995) ratkaisivat fysiikan harjoitustehtävien palauttamiseen ja käsittelyyn verkkoympäristössä<br />
liittyvän ongelman käyttäen menettelyä, jossa oppijat joutuivat lähettämään tehtäviensä<br />
ratkaisut opettajille kahteen kertaan. Ensimmäisellä kerralla oppijat lähettivät opettajille<br />
21
vain tehtäviensä tulokset, ja opettajat pelkästään kirjasivat tehtävät palautetuksi niitä lähemmin<br />
tarkastamatta. Sen jälkeen opettajat palauttivat tulokset oppijoille malliratkaisujen ja korvaavien<br />
tehtävien kera. Oppijat tarkastivat tehtävänsä itse ja palauttivat opettajille väärin ratkaisemiensa<br />
tehtävien sijasta niitä korvaavien tehtävien ratkaisut täydellisinä. Opettajat tarkastivat vain näiden<br />
korvaavien tehtävien ratkaisut. Korvaavasta tehtävästä saatava pistemäärä oli pienempi kuin<br />
heti aluksi oikein ratkaistusta tehtävästä saatava pistemäärä. Ensimmäisellä kerralla ratkaisemattomaksi<br />
jääneestä tehtävästä ei saanut pisteitä lainkaan. Kirjoittajien mukaan tämä menettely vähensi<br />
pieneen osaan alkuperäisestä sen ajan, minkä opettajat tarvitsivat tehtävien tarkastamiseen.<br />
Harjoitustehtävien tarkastus oli opettajille silti työläin ja eniten aikaa vievä osa kursseista.<br />
Suson ym. (1999) kuvasivat fysiikan BSc-tasoisesta, taulukon 1 tason 6 verkko-opetuksesta saatuja<br />
kokemuksia tilanteessa, jossa verkko-opetukseen jouduttiin siirtymään pakon edessä fysiikan<br />
opiskelijamäärien vähentymisen vuoksi. Oppimisen taso oli muutoksen jälkeen verrattavissa<br />
muutosta edeltäneen oppimisen tasoon, minkä järjestelyjä kirjoittajat eivät kyseenalaistaneet.<br />
Kirjoittajat rajasivat usean yliopiston yhteisessä opetuksessa kohtaamansa ongelmat neljään ryhmään,<br />
jotka olivat opetusmenetelmän valinta, kotitehtävien ja niiden ratkaisujen jakelu ja kokeiden<br />
toteutus, oppijoiden välisen ja oppija-opettaja-vuorovaikutuksen toteutuminen opetustilan<br />
ulkopuolella ja harjoitustöiden toteutus verkossa. Kurssit perustuivat aluksi videoverkon välittämään<br />
tavanomaiseen luento- ja muuhun opetukseen ja telefaxin käyttöön harjoitus- ja koetehtävien<br />
lähetyksessä. Pelkän videoverkon käyttö opetuksessa todettiin kuitenkin varsin pian opetusmenetelmänä<br />
epätyydyttäväksi. Useiden kokeilujen jälkeen opetus päätettiin toteuttaa Internetiä<br />
pääasiallisena opetustyökaluna käyttäen. Tämä valinta ratkaisi useimmat informaation jakeluun<br />
ja kotitehtävien tekoon, samoin kuin opetuksen vuorovaikutteisuuteen ja ajan käyttöön liittyneet<br />
ongelmat. Internet tarjosi mahdollisuuden myös harjoitustöiden teon seuraamiseen reaaliaikaisena<br />
videokameran välityksellä sekä laboratoriossa työskentelevien henkilöiden ohjaamiseen samalla<br />
keskusteluin. Näiden toimintojen ja tietokonesimulaatioiden liittäminen opetukseen olivat<br />
julkaisun kirjoittamisen aikaan vielä suunnitteilla, eikä niistä ollut kokemuksia. Suunnitelmien<br />
on myöhemmin ilmoitettu toteutuneen kokeiden teon osalta siten, että monet laboratoriokokeet<br />
on automatisoitu. Tietokone kerää niissä mittausdatan videokameran nauhoittaessa havainnot,<br />
minkä jälkeen tulosten käsittely suoritetaan muualla (Balasubramanya ym. 2004).<br />
22
Lemckert ja Florance (2002) käyttivät vastaavasti Internetin välityksellä ohjailtavaa kameraa<br />
apuna laboratoriokokeiden liittämisessä etäopetukseen. Oppijoiden oli mahdollista suunnata<br />
verkkoselaimen avulla kamera omalta tietokoneeltaan kohteeseen koulun luonnontiedelaboratoriossa,<br />
ja he pystyivät ohjaamaan selaimen avulla myös kokeiden tekoa. Niin toteutettuna opetuksessa<br />
voitiin yltää suurimpaan etäisyyden rajoituksista vapautumiseen, mikä oli mahdollista<br />
saavuttaa ilman, että oppijat pääsivät todellisuudessa käyttämään laitteita. Lemckertin ja Florancen<br />
(2002) mukaan menetelmää voitiin pitää ylivoimaisena verrattuna muihin etäopetuksessa<br />
käytettäviin laboratoriokokeita korvaaviin menetelmiin, kuten simulaatioihin tai laboratoriossa<br />
kootun aineiston lähettämiseen edelleen oppijoille käsiteltäväksi.<br />
Jönssön (2005) on kuvannut yksityiskohtaisesti taulukon 1 tasolle 4-5 sijoittuvan, lukion opettajille<br />
tarkoitetun lääketieteellisen fysiikan verkkokurssin järjestelyjä ja niistä saatuja hyviä kokemuksia.<br />
Kurssin toteutuksen taustalla oli Susonin ym. (1999) kuvaamasta tilanteesta poiketen pedagoginen<br />
näkemys, joka perustui useimpien verkkokurssien sijoittumiseen nelikenttään opetta-<br />
jajohtoinen − oppijakeskeinen ja avoin (open-ended) tai strateginen oppiminen − osoitetut oppi-<br />
mistoiminnat −akseleilla (taulukko 5). Verkko-opetusta voitiin kussakin nelikentän neljännekses-<br />
sä luonnehtia viiden muuttujan avulla, jotka olivat keskustelu (K), osallistuminen (involvement,<br />
I), tuki (T), säätely (S) ja opettajan rooli (O). Kurssin rakenne oli tiukka ja kiinteä siten, että siihen<br />
kuului kaksi kahden päivän pituista lähiopetusjaksoa, joihin sisältyi helppotajuisia luentoja<br />
ja demonstraatioita, sekä ensimmäistä lähiopetusjaksoa lukuun ottamatta opiskelua verkkoympäristössä<br />
siellä olevaa oppimateriaalia käyttäen. Lähiopetusjaksojen tärkeänä tavoitteena oli oppijoiden<br />
motivointi ja ryhmähengen luominen pienryhmissä verkkoympäristössä tehtäviä harjoitustehtäviä<br />
ja kirjallisia ryhmätöitä varten. Yhteyden pito kurssin opettajiin ja oppijoiden välillä<br />
tapahtui sähköpostitse, minkä lisäksi oppijoilla oli mahdollisuus käyttää chat-työkalua keskinäiseen<br />
kommunikointiin. Kurssi perustui oppijoiden omiin toimintoihin ja kollaboratiiviseen oppimiseen,<br />
jota erilaiset mikroverkon resurssit tukivat. Taulukon 5 nelikentässä se sijoittui<br />
Jönssonin (2005) mukaan oikeaan yläneljännekseen. Nelikentän muuttujien avulla luonnehdittuna<br />
opettaja määritteli kurssilla oppimistavoitteet ja päätehtävät (D), ja ohjeet, kurssimateriaali ja<br />
niitä tukeva tieto saatiin mikroverkosta (T). Oppijat valitsivat itse ja yhteistoiminnassa vertaisryhmänsä<br />
sisällä tarkemmin ne tavat, millä he suorittivat kurssitehtävät oppimistavoitteiden ja<br />
tehtävämäärittelyjen mukaisesti (I, S). Kurssin opettajat pysyttelivät kaikissa toiminnoissa taus-<br />
23
talla antaen oppijoille palautetta pääasiassa ryhmien sisäisen sähköpostin välityksellä ja tarvittaessa<br />
yleisellä keskustelualueella (O).<br />
Taulukko 4. Verkko-opetuksen nelikenttä Jönssonin (2005) mukaan. Oikea yläneljännes: opettaja<br />
osoittaa oppimistehtävät ja oppimisen päätavoitteet. Oppijat valitsevat itse työskentelytapansa.<br />
Vasen yläneljännes: opettaja määrittelee tarkoin toiminnan ja sen tulokset sekä verkkomateriaalin<br />
sisällön ja tehtävien aikataulun. Oppijan oma-aloitteisuus on mahdollista vain tarkoin valvotuissa<br />
tilanteissa. Vasen alaneljännes: opettaja määrittelee toiminnan pääsuuntaviivat, tulokset,<br />
toiminnan tarkoituksen, toiminta-alueen ja toiminnan tason, tai ne määräytyvät annetun tehtävän<br />
mukaisesti. Oppijat etsivät käsiinsä ja käyttävät hyödyksi mitä tahansa aineistoa, mikä soveltuu<br />
annettuun tehtävään. Tämän alkuvaiheen jälkeen oppijat jatkavat työskentelyään vähemmän<br />
kontrolloidusti. Oikea alaneljännes: oppija ohjaa itse oppimistaan ja päättää sen päämääristä ja<br />
tuotoksista.<br />
Opettajajohtoinen<br />
K: Opettaja ohjaa keskustelua ja vuorovaikutusta<br />
I: Oppija vaikuttaa sisältöön harvoin<br />
T: Vain opettaja (sähköposti tai aikataulun mukaiset<br />
tapaamiset)<br />
S: Opettaja päättää materiaaleista ja aikarajoista<br />
O: Ohjaaja<br />
K: Opettajan johtamia ja oppijakeskeisiä osia<br />
I: Useimmiten omia tehtäviä verkkomateriaaleista<br />
T: On-Line tai satunnaisesti kasvokkain<br />
S: Opettaja kontrolloi määriteltyjä tavoitteita ja<br />
toimintoja<br />
O: Opas<br />
Osoitetut oppimistoiminnat<br />
Avoin tai strateginen oppiminen<br />
K: Opettaja päättää yleisistä vastuista<br />
I: Tehtäväkohtaiset oppijakeskeiset ryhmät<br />
T: Tutor antaa tietoa tehtävien luonteesta<br />
S: Oppija johtaa tehtäviä (eri lähteitä)<br />
O: Valmentaja<br />
K: Itse- tai vertaisryhmäohjautunutta (monia<br />
vaihtoehtoja)<br />
I: Täydellinen osallistuminen oppimistoimintoihin<br />
T: Opettaja pysyttelee taustalla, palaute<br />
S: Opettaja määrittelee tavoitteet ja tuotokset<br />
O: Helpottaja<br />
24<br />
Oppijakeskeinen
3. KONSTRUKTIVISMIIN PERUSTUVAT OPETUSTAVAT <strong>VERKKO</strong>-<strong>OPETUKSESSA</strong><br />
Konstruktivistinen oppimisnäkemys on viime vuosina noussut lähes itsestään selvyytenä pidetyksi<br />
perustaksi oppimisen tarkastelussa (Fox 2001; Keeves 2002; Matthews 2002; Mayer 2004).<br />
Erityisesti luonnontieteessä ja matematiikassa konstruktivismiin perustuva opetus on ollut suosittua<br />
jo lähes 30 vuoden ajan. Enkenbergin (2004) mukaan konstruktivismista näyttää sen seurauksena<br />
muodostuneen paradigman piirteitä omaava, oppimista ja opetusta ortodoksisesti tulkitseva<br />
valtanäkökulma. Vaatimuksesta sitoutua konstruktivistiseen näkemykseen aiheutuu hänen mukaansa<br />
ongelmia opetuksen suunnittelulle ja tutkimukselle ja opetuksen tutkimusperustaiselle kehittämiselle.<br />
Fysiikan opetuksen kannalta voidaan siksi esittää kysymys, onko konstruktivismi<br />
perusteiltaan sopiva näkemys ohjaamaan fysiikan verkko-opetusta, ja pitääkö se ottaa fysiikan<br />
opetuksen kehittämisessä huomioon. Konstruktivistista oppimisnäkemystä ja siihen perustuvaa<br />
opetusta on siksi käsitelty tässä PERin lähtökohtien kanssa tapahtuvan vertailun pohjaksi.<br />
3.1. Konstruktivistinen oppimisnäkemys ja sen historia<br />
Ainedidaktiikan vallitseva paradigma 1970-luvulle asti oli behaviorismi, minkä mukaan oppimisessa<br />
on kysymys ohjelmoidun opetuksen avulla tapahtuvasta tiedon siirtymisestä muuttumattomana<br />
opettajalta oppijalle. Behaviorismin mukaan yksilö oppii kokemuksistaan, ja käyttäytyminen<br />
määräytyy itsevahvistamisperiaatteen mukaan reaktiona myönteiseen tai kielteiseen ärsykkeeseen<br />
(Nevgi ja Lindblom-Ylänne 2004b). Oppiminen ymmärretään behaviorismissa siten oppijan<br />
käyttäytymisen muutoksena, ja opettajan tehtävänä on saada haluttu käyttäytymisen muutos<br />
aikaan.<br />
Behaviorismi korvautui 1970- ja -80-luvuilla ainedidaktiikassa kognitivismilla, missä ihmisen<br />
tiedostamistoimintojen korostaminen syrjäytti näkemyksen oppijasta tiedon passiivisena vastaanottajana.<br />
Kognitivismi nosti oppijan oman ajattelun ja tavoitteellisen toiminnan oppimisprosessissa<br />
vaikuttaviksi keskeisiksi tekijöiksi (Engström 1981). Erotuksena behaviorismiin oppijan<br />
käyttäytymisessä havaitut muutokset tulkitaan kognitivismissa osoituksiksi muutoksista oppijan<br />
25
tietoa käsittelevissä ja varastoivissa mielen rakenteissa. Näiden käsitteellisten muutosten aikaan<br />
saamisen katsotaan olevan oppimisen ja opetuksen tarkoituksena.<br />
Konstruktivistinen oppimisnäkemys kehittyi 1980-luvulla kognitiivisen psykologian ja kognitiivisten<br />
oppimisteorioiden pohjalle. Kognitivismia ja konstruktivismia käsitellään siksi joskus synonyymeinä,<br />
ja etenkin amerikkalaisessa keskustelussa käytetään termiä kognitiivis-konstruktiivinen.<br />
Konstruktivismi ei ole yhtenäinen oppimisnäkemys, vaan yhteisnimitys ajatussuuntauksille,<br />
joilla on samankaltainen käsitys ihmisen tiedon muodostamisen prosessista (Nevgi ja Lindblom-Ylänne<br />
2004b). Konstruktivismissa oppijan ajatellaan konstruoivan aktiivisesti omaa ymmärrystään<br />
maailmasta aikaisempien uskomustensa, kokemustensa ja tietojensa pohjalta. Tästä<br />
lähtökohdasta seuraa se näkemys, että oppijan kuva maailmasta muodostuu ainakin jossain määrin<br />
subjektiivisesti, jolloin ihmiset ymmärtävät asiat eri tavoin (Matthews 1993, 2002). Eräissä<br />
muodoissaan konstruktivismi kieltää siksi kokonaan ihmisen mahdollisuuden saada objektiivista<br />
tietoa maailmasta.<br />
Tietoteoreettisesta näkökulmasta katsottuna konstruktivismi on pohjimmiltaan filosofis-epistemologinen<br />
teoria ja sellaisena synonyymi empirismille (mm. Matthews 1993; Tsaparlis 2001).<br />
Perinteisen behavioristiseen oppimisnäkemykseen perustuvan didaktiikan katsotaan silti usein<br />
olevan empirismiin perustuvaa didaktiikkaa konstruktivismiin perustuvan didaktiikan vastakohtana<br />
(Nevgi ja Linblom-Ylänne 2004b). Filosofiset tarkastelut liittyvät tämän vuoksi tärkeinä<br />
osina konstruktivismin eri ilmenemismuodoista käytäviin keskusteluihin (Suchting 1992; Matthews<br />
1992, 1993, 2000, 2002; Phillips 1995). Matthews (2000) jakaa konstruktivismin kolmeen<br />
pääsuuntaukseen, mitkä ovat kasvatuksellinen, filosofinen ja sosiologinen konstruktivismi. Kukin<br />
näistä pääsuuntauksista voidaan jakaa edelleen useisiin eri alasuuntauksiin. Konstruktivismi<br />
on tähän moni-ilmeisyyteensä perustuen laajentunut viime vuosina oppimisteoriasta opetuksen ja<br />
koulutuksen, ideoiden syntymisen ja henkilökohtaisen ja tieteellisen tiedon teoriaksi, samoin<br />
kuin eettiseksi ja poliittiseksi teoriaksi (Matthews 2000, 2002). Ongelmana siitä keskusteltaessa<br />
on se, että ne näkemykset, mitkä ovat yhden konstruktivismin sovellusalueen piirissä päteviä, eivät<br />
aina ole sellaisia toisen konstruktivismin sovellusalueen näkökulmasta katsoen. Konstruktivismin<br />
perusajatuksiakin arvioitaessa vaikeutena on siksi sen huomioon ottaminen, missä asiayhteydessä<br />
konstruktivismia milloinkin tarkastellaan (esim. Sjøberg 2007).<br />
26
Konstruktivismista puhuttaessa on erotettava toisistaan myös konstruktivismi tieteenharjoituksen<br />
kohteena ja konstruktivismi sellaisena kuin se ilmenee tavalliselle oppijalle tai oppimisen ohjaajalle.<br />
Konstruktivismin määrittely lyhyesti ”ei-behavioristiseksi oppimisnäkemykseksi”, millaiseksi<br />
se usein loppukäyttäjän tasolla ymmärretään, on asian yksinkertaistamista suuresti. Esimerkiksi<br />
Matthews (2000, 2002) jakaa konstruktivismin kahdeksaan eri sovellusalueeseen, mitkä<br />
ovat<br />
● konstruktivismi oppimisteoriana<br />
● konstruktivismi opetusteoriana<br />
● konstruktivismi kasvatusteoriana<br />
● konstruktivismi kognition teoriana<br />
● konstruktivismi henkilökohtaisen tiedon teoriana<br />
● konstruktivismi tieteellisen tiedon teoriana<br />
● konstruktivismi koulutuksen etiikan ja politiikan teoriana ja<br />
● konstruktivismi maailmankatsomuksena.<br />
Näistä sovellusalueista fysiikan opetusta koskevat eniten konstruktivismi oppimis- ja opetusteoriana<br />
sekä konstruktivismi tieteellisen ja henkilökohtaisen tiedon teoriana.<br />
Oppiminen käsitetään kontruktivismissa prosessiksi, minkä tarkoituksena on uuden kokemuksen<br />
sulauttaminen olemassa olevaan tietoon, eli ”ymmärrettävän merkityksen antaminen maailmalle”<br />
(Fox 2001). Oppiminen on konstruktivismin näkökulmasta katsoen siten merkityksen määrittelyprosessi,<br />
missä ihmiset tulkitsevat kokemuksiaan. Tämä käsitys ei olennaisesti poikkea jo Immanuel<br />
Kantin aikanaan esittämästä aisti-informaation ymmärrettäväksi tekemisen käsityksestä.<br />
Konstruktivistit kiistävät kuitenkin filosofisten käsitysten aseman konstruktivismin perustana ja<br />
esittävät konstruktivismin pohjautuvan aivojen fysiologian tutkimukseen (Terhart 2003). Konstruktivistiset<br />
oppimisteoreetikot näyttäisivät siltä pohjalta olevan suunnilleen yhtä mieltä seitsemästä<br />
oppimisprosessiin liittyvästä periaatteesta (Taber 2006; Sjøberg 2007):<br />
1. Tieto on oppijan itsensä konstruoimaa, ei ulkopuolelta passiivisesti vastaan otettua. Oppiminen<br />
on jotakin, minkä oppija tekee, ei jotakin, mille oppija altistetaan.<br />
2. Oppijat tuovat oppimistilanteeseen (esim. luonnontieteessä) omat ennakkokäsityksensä monista<br />
ilmiöistä. Jotkut näistä käsityksistä ovat ad hoc-tyyppisiä ja pysymättömiä, kun taas toiset ovat<br />
syvälle juurtuneita ja pitkälle kehittyneitä.<br />
3. Oppijoilla on omat yksilölliset käsityksensä maailmasta, mutta näissä käsityksissä on monia samankaltaisuuksia<br />
ja yhteisiä piirteitä. Jotkut näistä käsityksistä ovat sosiaalisesti ja kulttuurisesti<br />
hyväksyttyjä, ja oppijat jakavat ne muiden ihmisten kanssa. Nämä käsitykset ovat usein osa oppi-<br />
27
jan puhumaa kieltä, jolloin mm. metaforat tukevat niitä. Nämä käsitykset toimivat usein hyvinä<br />
työkaluina monien ilmiöiden ymmärtämisessä.<br />
4. Oppijoiden yksilölliset käsitykset ovat usein yhteen sopimattomia yleisesti hyväksyttyjen tieteellisten<br />
käsitysten kanssa. Jotkut näistä käsityksistä saattavat olla sitkeitä ja vaikeasti muutettavissa.<br />
5. Tieto on olemassa aivoissa käsitteellisinä rakenteina. Näistä rakenteista on mahdollista laatia<br />
malleja, ja niitä voidaan jossakin määrin kuvailla.<br />
6. Opettajien on otettava oppijoiden ennakkokäsitykset vakavasti, jos he haluavat muuttaa niitä tai<br />
esittää niille vaihtoehtoja.<br />
7. Vaikka tieto on henkilökohtaista ja yksilöllistä, oppijat konstruoivat tietonsa vuorovaikutuksessa<br />
fysikaalisen maailman kanssa. Tämä tarkoittaa tiedon konstruointia yhteistoiminnallisesti erilaisissa<br />
sosiaalisissa, kulttuurisissa ja kielellisissä ympäristöissä. [Eri tekijöiden painotus riippuu<br />
siitä, mistä konstruktivismin suuntauksesta on kysymys].<br />
Näiden periaatteiden ja konstruktivismin tietokäsityksen on tässä katsottu muodostavan yhdessä<br />
konstruktivismiin perustuvan opetusnäkemyksen ytimen.<br />
3.2. Konstruktivismiin perustuva opetus<br />
von Glaserfeld (1989) on kutsunut konstruktivismin ensimmäistä periaatetta tiedon aktiivisesta<br />
rakentamisesta (s. 27) triviaaliksi konstruktivismiksi, koska kyseinen ajatus on ollut filosofiassa<br />
tunnettu Sokrateen olemassa olosta asti. Triviaaliin kontruktivismiin eri tavoin perustuva konstruktivistinen<br />
opetus on sekin kauttaaltaan historiallista perua, eikä se sisällä juuri uutta aikaisempiin<br />
opetusnäkemyksiin tai -filosofioihin perustuvaan opetukseen verrattuna (Matthews 1992,<br />
2002; Jenkins 2000; Terhart 2003). Mm. konstruktivistisessa opetuksessa keskeinen oppijalähtöisyyden<br />
ajatus esiintyy eri muodoissaan tärkeänä jo Comeniuksen, Rousseaun, Pestalozzin,<br />
Fröbelin, Montessorin ja Deweyn kirjoituksissa. Muiltakin osin konstruktivismiin perustuva opetus<br />
koostuu käsityksistä, jotka jo konstruktivismin syntymistä ennenkin on osattu liittää laadukkaaseen<br />
opetukseen. Konstruktivismin ei voida siten katsoa edustavan paradigman muutosta sitä<br />
aikaisemmin vallinneisiin didaktisiin näkemyksiin verrattuna (Terhart 2003; Liu ja Matthews<br />
2005). Kysymyksessä on pikemminkin reformipedagogiikan tämänhetkinen ilmentymistapa opetuksessa<br />
kuin uusi opetusparadigma (Terhart 2003).<br />
28
3.2.1. Opetuksen yleiset piirteet<br />
Kasvatuksellinen konstruktivismi voidaan jakaa sosiaalisen konstruktivismin ja yksilökonstruktivismin<br />
suuntauksiin sen mukaisesti, minkälaisista filosofisperusteisista lähtökohdista käsin oppimista<br />
tarkastellaan (Matthews 2000; Tsaparlis 2001; Liu ja Matthews 2005). Yksilökonstruktivismi<br />
voidaan jakaa edelleen radikaalin konstruktivismin ja oppimisteoreettisesti painottuneen<br />
kognitiivisen konstruktivismin suuntauksiin sen mukaisesti, minkälainen on kyseisten suuntausten<br />
käsitys ulkoista maailmaa koskevasta tiedosta (Enkenberg 2004). Kognitiivisella konstruktivismilla<br />
tarkoitetaan silloin informaation prosessointiin liittyviin kysymyksiin keskittyvää konstruktivismin<br />
”heikkoa” muotoa, minkä lähtökohtana on ihmisen henkilökohtaisen tiedon ja ulkoisen<br />
todellisuuden vastaavuus (Doolittle 1999). Radikaali ja sosiaalinen konstruktivismi edustavat<br />
sille vastapainoksi konstruktivismin muotoja, missä kognition lopputuloksen ei katsota olevan<br />
objektiivisen todellisuuden mukaisen (Doolittle 1999). Yksilökonstruktivismia edustavat oppimisteoreetikot<br />
painottavat tarkasteluissaan oppijakeskeisiä ja keksimiseen suuntautuneita (discovery-oriented)<br />
oppimisprosesseja, joissa sosiaalinen ympäristö ja vuorovaikutus toimivat vain<br />
virikkeinä kognitiivisen ristiriidan aikaan saamiseksi (Liu ja Matthews 2005). Sosiaalisen konstruktivismin<br />
edustajat puolestaan katsovat oppimisen olevan tärkeimmiltä osiltaan tilannespesifistä<br />
ja kontekstiin sidottua toimintaa (Liu ja Matthews 2005). Nämä erilaiset näkemykset oppimisesta<br />
ja todellisuudesta ilmenevät erilaisina näkemyksinä siitä, mitä opetus on, ja miten se pitäisi<br />
järjestää.<br />
Konstruktivismin oppimista koskevista periaatteista ei voida johtaa opetuksellisia ratkaisuja tai<br />
toimintatapoja, ja sen sovellukset perustuvat siksi täydentäviin psykologisiin tai filosofisiin käsitteisiin<br />
ja teorioihin (Miettinen 2000; Weller 2002, s. 65). Yksityiskohtaista kuvausta siitä,<br />
minkälaisille opetusjärjestelyille konstruktivismiin perustuva opetus rakentuu, ei voida siitä<br />
syystä, ja konstruktivismiin liittyvän pluralismin vuoksi, esittää. Konstruktivismiin perustuvasta<br />
opetuksesta on esitetty monia yleisluontoisia ja painotuksiltaan hieman toisistaan poikkeavia kuvauksia<br />
(esim. Jonassen 1994, 1999; Doolittle 1999; Enkenberg 2000; Terhart 2003; Palmer<br />
2005). Doolittlen (1999) mukaan kognitiivisen, radikaalin ja sosiaalisen kontruktivismin välillä<br />
vallitsee silti konsensus kahdeksasta konstruktivismiin perustuvan opetuksen yleisestä periaat-<br />
29
teesta. Nämä periaatteet, joiden tärkeysjärjestys vaihtelee eri konstruktivismin suuntauksista johdetussa<br />
opetuksessa, ovat seuraavat:<br />
• oppimisen pitäisi tapahtua autenttisissa ja todellisen maailman ympäristöissä<br />
• oppimiseen pitäisi liittyä sosiaalista neuvottelua ja sovittelua<br />
• [opittava] sisältö ja taidot pitäisi tehdä merkityksellisiksi oppijalle<br />
• [opittavan] sisällön ja taitojen pitäisi olla oppijan aikaisempaan tietoon perustuen ymmärrettävissä<br />
• oppijoiden opintosuoritukset pitäisi arvioida formatiivisesti, jotta arviointi palvelisi myöhemmän<br />
oppimisen tarpeita<br />
• oppijoita pitäisi rohkaista kehittymään itsesääteleviksi, omatoimisiksi (self-mediated) ja omista<br />
kognitiivisista toiminnoistaan tietoisiksi (self-aware) [yksilöiksi]<br />
• opettajat toimivat pääasiassa oppimisen oppaina ja helpottajina, eivät oppimisen ohjaajina ja<br />
• opettajien pitäisi tarjota oppijoille monia näkökulmia ja esitysmuotoja [opittavaan] sisältöön ja<br />
rohkaista oppijoita etsimään sellaisia.<br />
Näistä periaatteista mikään ei ole vain konstruktivismille ominainen, vaan niillä kaikilla on oma<br />
historiallinen kehityksensä takanaan. Konstruktivistiksi ne tekee vain se asiayhteys, mikä sitoo<br />
ne opetuksen kysymyksessä ollessa yhteen (Doolittle 1999).<br />
Enkenberg (2004) on kiinnittänyt huomiota siihen, että konstruktivismista puhuttaessa tai siihen<br />
viitattaessa sen sisältö, mitä täsmällisesti tarkoitetaan, jätetään usein kertomatta. Tämä on hänen<br />
mukaansa ongelmallista, koska kukin konstruktivismin suuntaus pohjautuu erilaiseen tulkintaan<br />
siitä, miten ja mitä ihminen tulee oppiessaan tietämään. Kiinnittyminen tiettyyn konstruktivismin<br />
tulkintaan tuottaa niin ollen muista sen tulkinnoista poikkeavan näkökulman hyvään opetukseen<br />
ja oppijalle merkitykselliseen oppimisympäristöön. Esimerkiksi kognitiivisessa konstruktivismissa<br />
oppiminen ymmärretään todellisuuden rekonstruointiprosessiksi ja opetuksen katsotaan<br />
siksi olevan toimintaa, minkä tavoitteena on oppijan geneerisen ajattelun kehittäminen (Doolittle<br />
1999; Enkenberg 2004). Tämä tavoite saavutetaan pyrkimällä ajattelun taitojen kehittämiseen<br />
sellaisiksi, että ne mahdollistavat eteen tulevien ongelmien ratkaisemisen ja selviytymisen<br />
uusista tilanteista (Enkenberg 2004). Kognitiiviseen konstruktivismiin perustuvat opetussovellukset<br />
ovat siksi mainitun pyrkimyksen mukaisia (Doolittle 1999), ja ne poikkeavat toteutustavoiltaan<br />
merkittävästi mm. sosiaaliseen konstruktivismiin perustuvista sovelluksista. Muutkin<br />
konstruktivismiin perustuvan opetuksen toteutustavat vaihtelevat suuresti niiden taustalla vaikuttavan<br />
pedagogisen ajattelun mukaisesti (ks. esim. Palmer 2005).<br />
30
Terhart (2003) on hahmotellut kirjallisuudessa esitettyjen kuvausten perusteella konstruktivismiin<br />
perustuvan luokkaopetuksen piirteitä ja esittänyt kolme radikaalisuudeltaan eroavaa esimerkkiä<br />
konstruktivistisesta opetuksesta. Meixner (1997) on esittänyt yhtenä niistä sosiokonstruktivistiseksi<br />
tulkittavan luokkaopetuksen pohjaksi seuraavan Doolittlen (1999) kuvausta tarkemman<br />
ohjeen:<br />
● sijoita opittavan tiedon rakenneosat tilannesidonnaiseen kontekstiin<br />
● lisää tähän merkitykselliseen kontekstiin oppimateriaalit, jotka ovat niin autenttisia kuin mahdollista,<br />
ja huolehdi siitä, että oppija ottaa tehtäväkseen opittavaan materiaaliin paneutumisen<br />
● käytä opetuksessa hyväksi niin monia oppijan motorisia kykyjä ja aistikanavia kuin mahdollista<br />
● sijoita oppimistehtävä ympäröivään sosiaaliseen kenttään<br />
● perusta maieuttinen [sokraattinen, ajatusten määrittelyyn ja tulkintaan pyrkivä] keskustelu vuoropuhelun<br />
muodossa luokkaan<br />
● ohjaa oppijaa pääsemään siihen pisteeseen, missä hän rakentaa itsenäisesti tietoaan kontekstin ja<br />
vuorovaikutusten avulla, ja missä hän oppii omista erehdyksistään ja<br />
● pyri joustavaan tiedon hyödyntämiseen ja luo oppimisympäristöjä, mitkä edistävät tiedon siirtovaikutusta.<br />
Sosiokonstruktivismin lähtökohta neuvottelujen tuloksena syntyvästä, aikaan, paikkaan ja kieleen<br />
sidotusta tiedosta (Doolittle 1999) tuo kyseiseen esimerkkiin mukaan omat piirteensä. Kuten<br />
tavallista, luokkaopetus perustuu Meixnerinkin (1999) kuvauksessa opettajan episteemiseen auktoriteettiin,<br />
sillä opettajan kysymysten tulee maieuttisessa vuoropuhelussa paljastaa virheitä oppijoiden<br />
ajattelussa ja tiedoissa. Meixnerin kuvaama opetus rakentuu kuitenkin sen lisäksi ajatukselle<br />
lähikehityksen vyöhykkeestä, mikä on tärkeimpiä sosiaalisesta konstruktivismista tai situationaalisesta<br />
oppimisnäkemyksestä johdetun opetuksen perusteista. Oppiminen nähdään sen<br />
valossa oppijaa kyvykkäämmän henkilön (asiantuntijan) ja oppijan (noviisin) välisenä vuorovaikutuksena,<br />
minkä seurauksena oppija voi aikansa yhteisessä tilanteessa toimittuaan yltää oppimisen<br />
alueille, joihin hän ei yksinään yltäisi (Häkkinen ja Arvaja 1999). Opettajan tai oppimisen<br />
ohjaajan tehtävänä on tarjota siihen asti oppijoille oikea-aikaista tukea (scaffolding), mikä auttaa<br />
oppijoita etenemään pulmatilanteissa niihin juuttumatta. Lähikehityksen vyöhykkeellä katsotaan<br />
olevan erityisen tärkeän merkityksen syvätason oppimiselle opettajalähtöisessä oppimisympäristössä<br />
sekä pelkästään kollaboratiiviseen oppimismalliin perustuvassa oppimisessa, missä ryhmän<br />
vertaisjäsenet eivät vaihdu.<br />
31
3.2.2. Ongelmanratkaisuun perustuva opetus<br />
Jonassen (1997) on esittänyt konstruktivismiin perustuvalle opetukselle oppimistehtävän monimutkaisuuteen<br />
perustuvan hierarkisen mallin, minkä hän katsoo olevan suoraan myös verkko-oppimiseen<br />
sovellettavissa. Jonassen määrittelee tärkeimmäksi eroksi konstruktivistisen ja perinteisen<br />
oppimisympäristön välillä sen, että konstruktivistisessa oppimisympäristössä oppimistehtävän<br />
ratkaiseminen ohjaa oppimista, kun taas perinteisessä opetuksessa teoria opitaan ensin ja<br />
tehtävät toimivat esimerkkeinä teorian soveltamisesta. Oppimistehtävä kuuluu konstruktivistisessa<br />
oppimisympäristössä Jonassenin mukaan johonkin neljästä tehtäväluokasta, mitkä ovat kysymys,<br />
tapaustutkimus, pitkäkestoinen projekti ja ongelma. Tapaustutkimuksessa oppijat hankkivat<br />
tietoa ja kehittävät ajattelutaitoaan autenttisissa konteksteissa toimimalla ammatinharjoittajien tavoin<br />
ja laatimalla tuloksistaan erilaisia yhteenvetoja ja diagnooseja. Projektit vuorostaan koostuvat<br />
useista toisiinsa liittyvistä tapaustutkimuksista, ja ongelmat koostuvat edelleen tapaustutkimuksista<br />
ja projekteista, jotka liittyvät oppikurssien tasolla toisiinsa. Ongelmaperustainen oppiminen<br />
edustaa Jonassenin luokituksessa oppimistehtävän ratkaisemista monimutkaisuuteen perustuvan<br />
hierarkian ylimmällä tasolla.<br />
Yleisesti tunnetuista ongelmanratkaisuun perustuvista opetusmalleista keksivä oppiminen (discovery<br />
learning, DL) edustaa lähestymistapaa, missä opettajan opetusta ohjaava rooli rajoittuu<br />
kognitiivisen ristiriidan mahdollistavien tilanteiden tuottamiseen oppijoille. Puhtaassa keksivässä<br />
oppimisessa oppija käyttää vapaasti avoimen oppimisympäristön resursseja, kuten Internetiä tai<br />
simulaattoria, valitun avoimen oppimistehtävän suorittamiseen (Mayer 2004). Muista vastaavista<br />
opetusmalleista tutkiva oppiminen ja ongelmaperustainen oppiminen perustuvat autenttisen tutkimus-<br />
tai ongelmanratkaisutehtävän suorittamiseen lähikehityksen vyöhykkeessä ja opettajan<br />
oppimista tukevan ohjauksen minimointiin. Molemmat oppimismallit painottavat oppimisessa<br />
kollaboratiivista työskentelyä, eikä niiden välillä käytännössä ole selvää eroa (Hmelo-Silver ym.<br />
2007). Schmidtin ym. (2007) mukaan ongelmaperustaista oppimista luonnehtivat seuraavat yleiset<br />
piirteet:<br />
• oppijat järjestetään pieniin ryhmiin<br />
• ryhmiä harjoitetaan kollaboratiivisen ryhmätyöskentelyn taidoissa<br />
32
• ryhmien oppimistehtävänä on selittää ongelmassa kuvatut ilmiöt ongelmaan liittyvien periaatteiden<br />
tai mekanismien avulla<br />
• ryhmä aktivoi ennakkotietonsa aiheesta keskustelemalla ensin ongelmasta<br />
• oppimisen ohjaaja on läsnä helpottamassa oppimista<br />
• ohjaaja helpottaa oppimista tarjoamalla oppijoiden käyttöön heidän tarvitsemaansa tietoa, esittämällä<br />
heille kysymyksiä ja tarjoamalla muuta ongelman kehittäjän tarpeelliseksi katsomaa apua<br />
• oppijoiden käytettävissä on itsesäätelevässä oppimisessa tarvittavia muita resursseja, kuten kirjoja<br />
ja artikkeleita.<br />
3.3. Konstruktivismiin perustuva verkko-opetus ja verkko-oppimisympäristö<br />
Oppimisympäristö-ajattelu perustuu konstruktivismiin ja sen yhteen perusoletukseen oppimisesta<br />
tilannesidonnaisena yksilöllisenä tiedon konstruointiprosessina (Salovaara 1997). Vaikeuden<br />
määritellä yksiselitteisesti, minkälainen konstruktivistisen oppimisympäristö on, on arveltu olevan<br />
eräs keskeisin syy vaikeuteen luoda konstruktivistisesta oppimisnäkemyksestä lähtien opetuksen<br />
käytäntöä (Windschitl 2002). Koska konstruktivistinen opetus perustuu näkemykseen oppijasta<br />
aktiivisena tiedon konstruoijana, ja tietoa konstruoidaan kaiken aikaa, kaikki oppimisympäristöt<br />
ovat eräässä mielessä konstruktivistisia. Verkko-oppimisympäristöä pidetään konstruktivistisena<br />
erityisesti siksi, että sitä verrataan perinteiseen, oppijan passiiviseen rooliin perustuvaan<br />
oppimisympäristöön.<br />
Konstruktivistisen opetuksen tärkein perusoletus on se, että oppija on aktiivinen, tehtäväsuuntautunut<br />
ja sisäisesti motivoitunut oppimaan. Konstruktivistisen verkko-oppimisympäristön avulla<br />
oppijalle pyritään tarjoamaan siksi mahdollisuus tiedon konstruointiin aktiivisen ajattelutoiminnan<br />
sekä avoimien, autenttisiin käytännön ongelmiin sidottujen oppimistehtävien avulla (Salovaara<br />
1997; Martens ym. 2007). Oppijoiden motivoimiseksi verkkokurssit ja -tehtävät pyritään<br />
nykyisin rakentamaan hyvin usein konstruktivistisen oppimisnäkemyksen mukaisiksi (Weller<br />
2002, s. 65; Martens ym. 2007). Ongelmina konstruktivistisen verkko-oppimisympäristön rakentamisessa<br />
on opettajien vaikeus ennakoida, miten oppijat ymmärtävät heille esitettävät oppimistehtävät,<br />
ja se, motivoivatko tehtävät todella oppijoita. Hyvä motivaatio on konstruktivismiin perustuvan<br />
opiskelun perusedellytys, koska tiedon konstruointi ja siihen liittyvä käsitteellinen muutos<br />
edellyttävät oppijoilta aktiivista ponnistelua (Hickey 1997; Palmer 2005). Konstruktivistisen<br />
33
verkko-oppimisen vaikutuksesta oppijoiden motivaatioon on Martensin ym. (2007) mukaan silti<br />
olemassa hyvin vähän kokeellista ja luotettavaa tutkimustietoa. Oppijoiden motivaatioon vaikuttamiseen<br />
on yleisestikin kiinnitetty vähän eksplisiittistä huomiota konstruktivismiin perustuvassa<br />
opetuksessa ja sen tutkimuksessa (Hickey 1997; Palmer 2005). Monien konstruktivismiin perustuvien<br />
opetusmallien eräät piirteet eivät lisäksi Palmerin (2005) mukaan ole täysin nykyisten<br />
motivaatiota koskevien näkemysten mukaisia.<br />
Verkko-opiskelun oppijaa aktivoivan luonteen, siinä välttämättömän vuorovaikutteisuuden ja siinä<br />
usein käytettävän kirjallisen esitystavan reflektiivisyyden voitaisiin ajatella tuottavan opetukseen<br />
luontaista konstruktivistista lisäarvoa perinteiseen fysiikan luokkaopetukseen verrattuna.<br />
Tämän lisäarvon myönteinen vaikutus oppimiseen, jos sellaista olisi, puoltaisi jo itsessään verkko-opetuksen<br />
käyttöä fysiikan opetuksessa mm. yliopistoissa ja korkeakouluissa. Opettajien ja<br />
verkko-oppimisympäristöjen kehittäjien odotukset verkko-opiskelun tämän suuntaisista vaikutuksista<br />
oppimiseen jäävät kuitenkin tutkimusten mukaan usein täyttymättä. Mm. oppimisympäristön<br />
kehittäjien opiskeltavaa aineistoa ja sen tehokkuutta koskevien ennakko-oletuksien ja oppijoiden<br />
asiaa koskevien mielipiteiden on verkko-oppimisessa havaittu eroavan toisistaan (Gros<br />
2001). Itsenäisesti tapahtuvan opiskelun on samoin havaittu johtavan etäoppimisessa ennalta ennustamattomiin<br />
oppimistuloksiin (Martens ym. 1996; Martens ym. 1997). Oppijat ovat edelleen<br />
olleet eri mieltä oppimisympäristön kehittäjien kanssa myös opittavan sisällön autenttisuudesta<br />
(Martens ym. 2007). Nämä havainnot verkko-opiskelun tuloksista ovat omiaan hillitsemään ajatuksia<br />
esimerkiksi fysiikan perusopetuksen korvaamisesta yliopistoissa kokonaan verkko-opetuksella.<br />
Eräissä yliopistoissa Yhdysvalloissa niin on kaikesta huolimatta tehty (Suson ym. 1999;<br />
Balasubramanya ym. 2004), mikä ennustanee kehitystä laajemminkin.<br />
Wellerin (2002, s. 64-78) luettelemista kuudesta yleisimmästä verkko-opetuksen pedagogisesta<br />
mallista (s. 15) kollaboratiivinen oppiminen, resurssiperustainen oppiminen ja narratiivinen oppiminen<br />
luetaan ongelmaperustainen oppimisen lisäksi yleensä teoriataustaltaan konstruktivismin<br />
piiriin kuuluviksi (Poikela 1998; Weller 2002, s. 65). Myös situationaalisella oppimismallilla<br />
ja konstruktivismilla on paljon yhtymäkohtia, joiden perusteella situationaalista oppimista<br />
pidetään usein konstruktivistisen suuntauksen mukaisena (Miettinen 2002; Enkenberg 2004). Situationaalinen<br />
oppimisnäkemys yhdistää sosiaalisen konstruktivismin tavoin konstruktivistisen<br />
34
oppimisnäkemyksen periaatteita ja tiedon sosiaalista muodostumista ja kulttuurista alkuperää korostavia<br />
näkemyksiä. Situationaalinen lähestymistapa eroaa kuitenkin teorialtaan konstruktivismin<br />
teoriasta, koska tiedon ajatellaan siinä sijaitsevan pysyvästi oppijan ulkopuolisessa sosiaalisessa<br />
maailmassa oppijan mielen sijasta (Anderson ym. 2000). Situationaalisessa lähestymistavassa<br />
korostuu lisäksi perspektiivinotto ja tiedon rakentaminen, kun taas sosiaalinen konstruktivismi<br />
yhdistää oppimisen kielelliseen kulttuuriin ja siihen liittyviin tapoihin puhua ilmiöistä (Enkenberg<br />
2004). Konstruktivistista ja situationaalista verkko-opetusta on kuitenkin niiden keskinäisten<br />
yhtymäkohtien vuoksi perusteltua käsitellä tässä yhdessä. Siten esim. taulukon 2 voidaan<br />
katsoa esittävän molempien kyseisten oppimisnäkemysten mukaisia pedagogisia muuttujia.<br />
Verkko-oppimisympäristö voidaan haluttaessa rakentaa teknisesti sellaiseksi, että kyseisten merkityksellisen<br />
oppimisen kriteerien on mahdollista toteutua verkko-opiskelussa kaikin osin (taulukko<br />
5).<br />
Taulukko 5. Verkko-opiskelu merkityksellisen oppimisen kriteerien valossa (Mannisenmäki<br />
2000 lyhentäen)<br />
Merkityksellisen oppimisen<br />
kriteeri<br />
Kriteerin toteutus verkko-opiskelussa<br />
Aktiivisuus Oppijoiden on mahdollista tuottaa verkkoon uusia ajatuksia ja ajatusmalleja<br />
Konstruktiivisuus<br />
Keskustelutiloja ajatusten vaihtoa sekä aiempien tietojen ja tehtävien jäsentämistä<br />
varten<br />
Yhteisöllisyys Yhteinen, prosessimainen projektien ja harjoitusten toteutus<br />
Intentionaalisuus Välineet oman oppimisen suunnitteluun ja seurantaan<br />
Vuorovaikutteisuus Yhteiset keskustelutilat, sähköposti<br />
Kontekstuaalisuus Simulaatiot, videot, linkit, pienoistodellisuudet, ongelmakeskeiset tehtävät, jne.<br />
Reflektiivisyys Oman oppimisen arviointiin välineitä, kuten päiväkirja, testit jne.<br />
Siirrettävyys<br />
Oppimisympäristöön rakennettavat tietopankit, asiantuntijajärjestelmät, oppimista<br />
tukevat välineet, jne.<br />
35
Oppimisen apuvälineiden olemassaolo ei silti yksinään takaa oppimisen tehokkuutta. Doolittle<br />
(1999) on tarkastellut luettelemiensa konstruktivismiin perustuvan opetuksen kahdeksan periaatteen<br />
pohjalta sitä, missä määrin verkkoympäristö tukee mainittujen periaatteiden toteutumista.<br />
Tuen asteen ilmaisuna hän on käyttänyt kolmiportaista asteikkoa A-C, missä A tarkoittaa enimmän<br />
tuen määrää:<br />
• oppimisen pitäisi tapahtua autenttisissa ja todellisen maailman ympäristöissä (A)<br />
� verkkoympäristö ei ole autenttinen ympäristö, mutta verkkoon voidaan luoda konstruktivismin<br />
vaatimukset monimutkaisuudesta, kulttuurisesta merkityksellisyydestä ja jäsentymättömyydestä<br />
(ill-structured) täyttäviä virtuaaliympäristöjä, joissa voidaan simuloida todellisen maailman tapahtumia<br />
• oppimiseen pitäisi liittyä sosiaalista neuvottelua ja sovittelua (A)<br />
� verkko-opetus tarjoaa oppijalle ainutlaatuisen mahdollisuuden osallistua sosiaaliseen neuvotteluun<br />
ja sovitteluun joko asynkronisen (esim. sähköposti) tai synkronisen (esim. IRC tai videoneuvottelu)<br />
yhteyden avulla<br />
• [opittava] sisältö ja taidot pitäisi tehdä merkityksellisiksi oppijalle (A)<br />
� verkko-opetus pystyy tarjoamaan oppijalle pääsyyn valtavaan määrään hyvin monenlaista informaatiota,<br />
tietoa ja taitoja, mikä on hänelle merkityksellistä, jos hän pystyy itse valitsemaan tarjonnasta<br />
itselleen merkitykselliset aiheet, prosessit ja taidot<br />
� oppijan tiedon tarpeen ja opettajan oppijalle tarjoaman tuen välillä saattaa verkko-opiskelussa olla<br />
viivettä erityisesti asynkronista yhteydenpitoa käytettäessä<br />
• [opittavan] sisällön ja taitojen pitäisi olla oppijan aikaisempaan tietoon perustuen ymmärrettävissä<br />
(C)<br />
� tämän vaatimuksen toteutuminen on verkkoympäristössä kaikkein vaikeinta, sillä se edellyttää<br />
oppijan ennakkotietojen luotaamista ja häneltä saatavaa palautetta, mikä on vaikeaa toteuttaa<br />
joustavasti etenkin itsenäisessä verkko-opiskelussa tai asynkronista yhteyttä käytettäessä<br />
• oppijoiden opintosuoritukset pitäisi arvioida formatiivisesti, jotta arviointi palvelisi myöhemmän<br />
oppimisen tarpeita (C)<br />
� verkko-oppimisympäristö tarjoaa opettajalle ja/tai oppijalle mahdollisuuden seurata oppimisen<br />
edistymistä erilaisten kysymysten tai tehtävien avulla, mutta tätä palautetta ei juuri käytetä muuttamaan<br />
palautteen jälkeistä opetusta<br />
• oppijoita pitäisi rohkaista kehittymään itsesääteleviksi, omatoimisiksiksi ja omista kognitiivisista<br />
toiminnoistaan tietoisiksi (C)<br />
� oppija tarvitsee näitä ominaisuuksia jo verkko-opiskelua aloittaessaan, koska ne ovat edellytyksiä<br />
sille, että oppija sitoutuu riittävässä määrin verkko-oppimisympäristöönsä<br />
� oppijaa pitäisi erityisesti verkko-opiskelun alkuvaiheissa ohjata ymmärtämään verkko-opiskelun<br />
tavanomaiseen opiskeluun verrattuna suurempaa sitoutumista ja sinnikkyyttä vaativa luonne,<br />
mutta tätä ohjausta ei yleensä ole järjestetty asianmukaisesti<br />
36
• opettajat toimivat pääasiassa oppimisen oppaina ja helpottajina, eivät oppimisen ohjaajina (A)<br />
� luennointi tai suoran ohjauksen käyttö verkko-opetuksessa on vaikeampaa kuin tavanomaisessa<br />
opetuksessa, mikä yhdessä verkko-opiskelun muiden piirteiden kanssa suuntaa opettajan roolia<br />
oppaan tai oppimisen helpottajan roolin suuntaan.<br />
• opettajien pitäisi tarjota oppijoille monia näkökulmia ja esitysmuotoja [opittavaan] sisältöön ja<br />
rohkaista oppijoita etsimään sellaisia (A)<br />
� verkko-opetus tarjoaa hyvän mahdollisuuden monien eri näkökulmien esittämiseen ja kokemiseen<br />
kansainväliset ja kulttuuriset erot ylittäen.<br />
Esitetystä tarkastelusta ilmenee konstruktivistisen verkko-opetuksen hyvinä puolina verkko-opiskelun<br />
tarjoama mahdollisuus osallistua usein toistuvasti kollaboratiiviseeen työskentelyyn sekä<br />
mahdollisuus hyvin monipuolisen näkemyksen ja ymmärryksen hankkimiseen opittavasta, jos<br />
opiskeluun käytettävällä ajalla ei ole merkitystä. Sen haittapuolia ovat vaikeus reagoida nopeasti<br />
oppijan ohjauksen tarpeeseen, joustamattomuus ohjata opetusta oppijan edistymisen edellyttämällä<br />
tavalla sekä erityisesti oppijan oppimiseen sitouttamisen ongelma, mikä on keskeinen seikka<br />
vaativassa opiskelumallissa. Konstruktivismi yleensäkään ei tarjoa vastausta siihen, mistä oppijan<br />
motivaatio oppimiseen syntyy.<br />
Doolittlen (1999) luettelemilla periaatteilla on merkittävä vaikutus siihen, minkälaisen verkkoopetuksessa<br />
käytettävän oppimisympäristön tulisi konstruktivismin mukaisena olla. Lähtökohtaisesti<br />
oppijakeskeisenä konstruktivistisen verkko-oppimisympäristön olisi tuettava oppijalle merkityksellistä<br />
oppimista, sen olisi rakennuttava oppijoiden ennakkotiedoille käsiteltävistä aiheista<br />
ja sen olisi otettava huomioon oppijoiden aiheita koskevat virhekäsitykset ja heidän henkilökohtaiset<br />
oppimistapansa ja mieltymyksensä. Hannafinin ja Landin (1997) mukaan opetuksessa käytettävien<br />
työkalujen pitäisi tämän tavoitteen saavuttamiseksi pystyä ottamaan joustavasti huomioon<br />
ainakin oppijoiden taustaan liittyvät tekijät, heidän oppimistavoitteensa ja heidän henkilökohtaiset<br />
oppimistapansa. Näistä vaatimuksista erityisesti viimeisin on kymmenen vuotta Hannafinin<br />
ja Landin artikkelin kirjoittamisen jälkeen edelleen vaikea toteuttaa missään opetuksessa.<br />
37
4. KONSTRUKTIVISMIIN PERUSTUVA OPETUS JA <strong>FYSIIKAN</strong> OPPIMINEN<br />
4.1. Konstruktivismiin perustuvan opetuksen kritiikki<br />
Konstruktivistisilla opetusmenetelmillä saavutettavia oppimistuloksia ja konstruktivismin soveltuvuutta<br />
luonnontieteen ja matematiikan opetukseen on viime vuosina kritisoitu kasvavassa määrin.<br />
Esitetty kritiikki on kohdistunut erityisesti konstruktivismin radikaalin suuntauksen käsityksiin<br />
opetuksesta, mutta tärkein osin myös konstruktivismin sosiaaliseen suuntaukseen perustuviin<br />
opetusmalleihin. Tätä kritiikkiä ja sen merkitystä fysiikan opetuksen kannalta on käsitelty tässä<br />
siltä osin kuin se liittyy fysiikan verkko-opetukseen. Tarkastelu kohdistuu niihin konstruktivistisen<br />
oppimisnäkemyksen piirteisiin, joiden katsotaan olevan oppimisen tai opetuksen perustana,<br />
eikä niinkään yksilöllisen kognition muodostuksen apuvälineinä.<br />
4.1.1. Fysiikan todellisuuskäsitys ja konstruktivismi<br />
Kasvatustiede on kiinteästi yhteydessä filosofiaan, sillä kasvatustoiminnan perusteilla ja niiden<br />
erittelyillä on vaikutuksia kasvatuksen käytäntöön ja sen tutkimiseen. Todellisuuden ja tiedon<br />
luonnetta koskevat ontologiset ja epistemomologiset käsitykset ovat sen kautta osa opetuksenkin<br />
käytäntöä, eikä niitä voida erottaa siitä erilleen. Fysiikan todellisuuskäsityksen mukaan todellisuus<br />
on olemassa havaitsijasta riippumatta ja siten, että kaikki olevainen koostuu tai on palautettavissa<br />
aineeseen ja aineessa ilmeneviin fysikaalisiin vuorovaikutuksiin (ontologinen realismi ja<br />
materialismi). Fysiikka tieteenä lähtee lisäksi siitä postulaatista, että luonnontieteen pitää aina<br />
varmistaa teoriansa havainnoilla, ja että teorioiden pitää kaikilta osiltaan liittyä havaintosuureisiin<br />
(epistemologinen positivismi). Fysiikan näkökulmasta katsottuna konstruktivistisen oppimisnäkemyksen<br />
muut piirteet kuin ne, mitkä ovat havainnoin todennettavissa, ovat siksi hataralla<br />
pohjalla, ja ne ovat spekulaatiota enemmän kuin tiedettä. Konstruktivismiin sisältyvä ajatus todellisuuden<br />
ilmenemisestä erilaisena eri yksilöille tai ryhmille (ontologinen empirismi) on sen lisäksi<br />
vastoin fysiikan perusnäkemystä maailmasta. Johdonmukaisesti huomioon otettuna konstruktivistinen<br />
tietokäsitys tekisi luonnontieteen opettamisen tietona objektiivisesta todellisuudesta<br />
38
mahdottomaksi. Samoin luonnontieteellisen metodin perustana oleva hypoteettis-deduktiivinen<br />
päättely olisi vailla pohjaa konstruktivistisen tietokäsityksen mukaisessa maailmassa.<br />
Radikaali ja sosiaalinen konstruktivismi muodostavat opetuksen kannalta tarkasteltuna dikotomian,<br />
minkä lähtökohtana ovat näiden ajatussuuntausten käsitykset yksilöllisen ja yhteisöllisen<br />
tiedon konstruoinnin merkityksestä oppimisessa. Kun radikaalissa konstruktivismissa katsotaan,<br />
ettei oppijoilla voida tiedon konstruointiprosessin seurauksena olettaa olevan samanlaisen tietoisuuden,<br />
sosiaalinen konstruktivismi perustuu käsitykseen, että kaikki tieto on yhteisöllisesti<br />
konstruoitua, eikä oppimisen siirtovaikutukseen yhteisöjen välillä voida luottaa (Fox 2001; Liu<br />
ja Matthews 2005). Sosiaalinen konstruktivismi ei tietokäsitykseltään ole sen maltillisempaa<br />
kuin radikaalikaan konstruktivismi, sillä sosiaalisen konstruktivismin mukaan myös luonnontieteellinen<br />
tieto on tiedeyhteisön keskinäisiin kielellisiin sopimuksiin perustuvaa ja neuvoteltua<br />
(ks. esim. Lawson, 2000). Jos edelleen tieteen edistyminen nähdään sosiaalisen konstruktivismin<br />
tavoin vain yhteisesti sovittujen näkemysten muuttumisena, mitään objektiivisen tiedon kertymistä<br />
ei luonnontieteen historian kuluessa ole tapahtunut. Sosiaalinen, samoin kuin radikaali<br />
konstruktivismi johdonmukaisesti tulkittuna johtaisi relativismiin, ja ilmenisi opetuksessa mm.<br />
täydellisenä yhteisön tai ryhmän vapautena valita oppimisensa tavat ja päämäärät. Sen lisäksi<br />
mitään perusteltua syytä oppimisen arvioimiseksi ei olisi kummankaan suuntauksen perusteella<br />
olemassa.<br />
Useimmille konstruktivistisille ajattelijoille tieto ei merkitse tietoa maailmasta, vaan tietoa kokemuksistamme<br />
ja siitä, miten ne ovat mielessämme järjestyneet (Matthews 1993). Konstruktivistinen<br />
tietokäsitys on siten lähtökohtaisesti ristiriidassa sen käsityksen kanssa, mitä tiedolla nykyisessä<br />
yhteiskunnassa tarkoitetaan (Keeves 2002). Tästä ristiriidasta seuraa se paradoksi, että<br />
konstruktivistista tietokäsitystä ei yleensä oteta johdonmukaisesti huomioon konstruktivismiin<br />
perustuvassa opetuksessa. Konstruktivistinen opetus painottuu yleisesti realistiseen lähestymistapaan,<br />
minkä mukaan oppimisen lähtökohtana on tieteen todeksi osoittamien tietojen ja teorioiden<br />
omaksuminen. Konstruktivistisen tietokäsityksen ja konstruktivismiin perustuvan opetuksen erillisyyden<br />
vuoksi oppijoiden on Puolimatkan (1999) mukaan mahdollista tarkentaa todellisuutta<br />
koskevien käsitystensä oikeellisuutta konstruktivistisenkin oppimisnäkemyksen puitteissa. Pitkälle<br />
trivialisoituna konstruktivismin tietokäsitys on kuitenkin kykenemätön ohjaamaan opetuk-<br />
39
sen suunnittelua mihinkään suuntaan, mikä ei olisi jo kaukaa historiasta tunnettu. Konstruktivistinen<br />
käsitys tiedon ja todellisuuden suhteesta jää silloin hokeman asteelle, millä ei ole käytännön<br />
opetuksellisia seuraamuksia. Koska tietokäsityksellä silti on tärkeä osa konstruktivismin ytimessä,<br />
tämä ristiriita vähentää suuresti konstruktivismin uskottavuutta opetusteoriana. Ristiriidan<br />
olemassa olon vuoksi olisi jopa järkevää välttää kokonaan pedagogisten mallien määrittelyä<br />
konstruktivismiin perustuviksi. Sen sijasta voitaisiin puhua kokonaan induktiivisesta tai aktiiviseen<br />
oppimiseen perustuvasta opetuksesta, niin kuin usein tehdään (ks. esim. Prince 2004; Prince<br />
ja Felder 2006).<br />
P. Matthews (2000) on tarkastellut oppimis- ja opetusteorioita kognitiotieteen näkökulmasta, ja<br />
havainnut mm. konstruktivismiin sisältyvän implisiittisen ajatuksen ihmisen kognition perustumisesta<br />
informaation aihealueesta riippumattomaan (domain-free) käsittelyyn aivoissa. Tämän<br />
ajatuksen hän toteaa olevan lasten varhaisesta oppimisesta saadun tutkimustiedon vastaisen, minkä<br />
tiedon hän katsoo tukevan näkemystä ihmisen kognition aihespesifisyydestä ja modulaarisuudesta.<br />
Erilaiset aihekohtaiset tietorakenteet vaikuttavat nykyisen tietämyksen mukaan myös oppijoiden<br />
fysiikan oppimiseen huomattavasti lapsuusikää myöhemminkin (Sabella ja Redish<br />
2007). Matthews katsoo edelleen tutkimusten eläinten ja ihmisen oppimisesta tukevan sitä näkemystä,<br />
että osa oppimisesta perustuu synnynnäisten aihealueiden toimintaan, ja että osa ihmisen<br />
tiedon hankinnasta on ulkoisen ärsykkeen käynnistämää (triggered) eikä opittua. Nativistinen<br />
ajatus siitä, että osa ihmisen maailmaa koskevasta tiedosta on myötäsyntyistä, on konstruktivis-<br />
min empiristisen tietokäsityksen vastainen. Kokeelliset tulokset ihmisen kognition luonteesta tukevat<br />
siten yhdessä käsitystä konstruktivismista filosofisena suuntauksena eikä kognition tutkimukseen<br />
perustuvana teoriana.<br />
4.1.2. Tavoitteen huomioon ottaminen konstruktivismiin perustuvassa opetuksessa<br />
Pesonen (2000) nimeää verkkodidaktiikan osa-alueiksi yhtäältä opetuksen suunnitelmat ja tavoitteet<br />
ja toisaalta ne menetelmät ja keinot, joilla asetettuihin tavoitteisiin pyritään. Verkko-opetuksen<br />
suunnittelussa tulisi Nevgin ym. (2004) mukaan ottaa huomioon sekä opiskeltavan aineen<br />
sisältö ja didaktiikka että oppimiselle asetetut tavoitteet. Opetusmenetelmien ja -keinojen voi-<br />
40
daan yleisestikin arvioida olevan oppimistavoitteille alisteisten, ja määräytyvän sen mukaisesti,<br />
mitä niillä on tarkoitus saavuttaa. Konstruktivistista oppimisnäkemystä on arvosteltu siitä, että se<br />
pyrkii ohjaamaan opetusta sen perusteella miten oppijat oppivat, mutta ei pidä ongelmana sitä,<br />
opitaanko asiat oikein (esim. Redish 1999; Tsaparlis 2001). Tämä ongelma seuraa konstruktivismiin<br />
perustuvan opetuksen siitä periaatteesta, että oppijoiden pitäisi antaa konstruoida itse tietonsa<br />
opittavasta, eikä opettaja saisi antaa suoria ratkaisuja ongelmiin. Oppija tuntee sellaisen oppimistehtävän<br />
edessä suurta epävarmuutta (Nevgi ja Lindblom-Ylänne 2004b) ja saattaa turhautua<br />
sitä suorittaessaan, vaikka omatoiminen oppiminen olisi ennakkotietojen riittävyyden ja aiheen<br />
luonteen vuoksi mahdollistakin. Opitun sisältö on sellaisen omatoimisen oppimisen kannalta peruskysymys,<br />
koska oppija ei tee oppimisen tuloksena eroa todellisen tiedon ja itse konstruoimansa<br />
uskomuksen välillä (Matthews 2002). Mm. Matthews (1993) ja Jenkins (2000) ovat kärjistäneet<br />
asian kysymykseksi siitä, pystyvätkö oppijat luomaan nykyaikaista luonnontiedettä pelkästään<br />
tarkkailemalla kohteita ja ajattelemalla kokemuksiaan niistä, kun vastaavan tiedon saavuttaminen<br />
on vaatinut ihmiskunnalta satojen vuosien kehityksen. Tavallisen riviopettajan kannalta<br />
ongelma pyrkii helposti kääntymään kysymykseksi siitä, missä vaiheessa opetusta hän sitten saa<br />
kertoa tehtävän oikean ratkaisun.<br />
Kurki-Suonio ja Kurki-Suonio (1998) ovat tarkastelleet asiaa fysiikan kannalta, ja he ovat todenneet,<br />
että opetuksessa ei ole samantekevää se, minkälaisiksi ja miten oppijan tiedot ja ajattelu fysiikassa<br />
muodostuvat. Heidän mukaansa fysiikan opetuksella on tavoitteita, jotka ovat fysiikan<br />
oppisisältöjen lisäksi lähtöisin myös fysiikan tiedollis-käsitteellisistä ja metodis-prosessuaalisista<br />
rakenteista. Tämä rakenteellisuus on Kurki-Suonioiden mukaan pitkälti absoluuttista, joten sitä<br />
voidaan pitää siksi eräänlaisena fysiikan tietokäsityksen ilmentymänä. Samantapainen rakenteellisuus<br />
on ominaista kaikelle luonnontieteelle, missä se ilmenee eri tieteenalojen käyttämien teoreettisten<br />
käsitteiden verkostona. Koska täsmälliset teoreettiset käsitteet eivät synny todellisia<br />
kohteita koskevista kokemuksista, oppija on mm. Matthewsin (1993) ja Solomonin (1994) mukaan<br />
nimenomaan ohjattava luonnontieteellisten käsitteiden ja menetelmien pariin. Kokemuksista<br />
syntyy Matthewsin mukaan vain ”aristoteelisesti tieteellisiä” käsitteitä, joita nykyinen luonnontiede<br />
ei käytä tai tunne.<br />
41
Kurki-Suonioiden näkemys fysiikan opetuksesta perustuu siihen tosiasiaan, että fysiikan tieto<br />
maailmasta on hierarkisesti rakentunutta. Hierarkian alimmalla tasolla ovat fyysisiin olioihin liittyvät<br />
aistein havaittavat ilmiöt ja ominaisuudet (kvalitatiivinen taso), ja ylimmällä tasolla ovat<br />
fysikaalisiin suureisiin ja malleihin perustuvat teoriat (kvantitatiivinen taso). Opetuksen kannalta<br />
fysiikan hierarkinen rakenne määrittelee fysikaalisen tiedon tasot, joista usein on käytetty nimitystä<br />
”ymmärtämisen portaat”. Jokaisen aiheen käsittelyn tulisi fysiikassa antaa käsitys siitä, mitä<br />
havaittavia ilmiöitä (1) aihe koskee, millä suureilla (2) ilmiöitä esitetään, mitä lakeja (3) nämä<br />
suureet noudattavat ilmiöissä, mikä teoria (4) ja millaiset teoreettiset mallit selittävät nämä lait,<br />
ja mitä sovelluksia (5) tai mitä käytännön merkitystä ilmiöillä on (Kurki-Suonio ja Kurki-Suonio<br />
1994, s. 287). Fysiikan suureet muodostavat siten käsitteiden verkoston, missä kukin suure määritellään<br />
toisten suureiden avulla, ja mikä määrittelee perusteet kokeille, joiden avulla kukin suure<br />
ja sen merkitys voidaan todentaa mittauksin. Suureiden ja käsitteiden merkitys on fysiikassa<br />
siten tarkoin määritelty ja rajattu ja siksi yksikäsitteinen. Fysiikan käsitteistöä tai metodia ei voida<br />
siksi oppia epätäsmällisesti, vaan opittavan sisältö on fysiikassa omaksuttava sellaisenaan fysiikan<br />
ymmärtämiseksi. Fysiikan tämän rakenteellisuuden pitäisi olla sisällytetty myös fysiikan<br />
verkko-opetukseen ainakin propedeuttisen ja perusopetuksen tasolla myös yliopistoissa.<br />
Jopa Meixnerin (1997) kuvaama sosiokonstruktivistinen luokkaopetuskin (s. 31) perustuu opettajajohtoisuudestaan<br />
huolimatta opettajan suoran ohjauksen minimoinnin periaatteelle. Sen lisäksi<br />
kuvattuun opetukseen liittyy se Meixnerin ilmoittama piirre, että kuvatussa opetuksessa ei ole<br />
mitään etukäteen suunniteltuja oppimisen päätepisteitä. Meixnerin ohjeen mukainen opetus ei<br />
siksi voi rakentua myöskään millekään täsmällisesti määritellyille oppimistavoitteille. Tällainen<br />
ohje sopii huonosti noudatettavaksi opetussuunnitelmia toteuttavassa luokkaopetuksessa tai kurssien<br />
suorittamiseen perustuvassa opiskelussa yleensä. Vaikeutena kuvatussa opetuksessa on edelleen<br />
sekin, miten ohjauksen minimointi voidaan käytännössä toteuttaa oppimistulosta vaarantamatta.<br />
Kokeneenkin opettajan on vaikeaa tietää, milloin ryhmän jäsenet ovat saavuttaneet sen tason,<br />
jolloin opettaja voi jättää heidät työskentelemään yksin ilman opettajan tukea. Nämä esitetyt<br />
ongelmat ovat paljolti yhteisiä muullekin sosiokonstruktivistiselle opetukselle.<br />
42
4.1.3. Konstruktivismiin perustuvan opetuksen tehokkuus<br />
Opetus on yleensä tavoitteellista toimintaa, joten sen tehokkuutta on pystyttävä jollakin tavalla<br />
arvioimaan. Luontevana opetuksen tehokkuuden mittana voidaan käyttää opittavan sisällön hallintaa<br />
ja ymmärtämistä suhteessa opiskelua edeltävään tilanteeseen tai opetus- ja oppimisponnistuksiin.<br />
Koska oppijoiden pitäisi konstruktivismiin perustuvassa opetuksessa etsiä itse vastauksia<br />
ongelmiin, asioiden oppimiseen tarvitaan siinä opetuksen tehokkuuden kannalta tarkasteltuna<br />
epäkäytännöllisen paljon aikaa (Redish, 1999). Omatoimiseen oppimiseen liittyy sen lisäksi se<br />
vaara, että oppijat eivät puutteellisten metakognitiivisten taitojensa vuoksi osaa erottaa olennaisia<br />
opittavaan liittyviä havaintoja muista, epäolennaisista, havainnoista. Mikään aktiivisuus,<br />
enempää käyttäytymisen kuin mentaalisellakaan tasolla, ei silloin auta heitä oppimistehtävästä<br />
suoriutumisessa (Mayer 2004). Opiskelun lopputulos on epävarma etenkin silloin, jos oppijoiden<br />
itseohjautuvuuden oletukseen yhdistetään oppimisen ohjauksen vähäisyys, niin kuin usein tehdään<br />
(Weller 2002, s. 65).<br />
Nykyisen kognitiotieteessä hyväksytyn käsityksen mukaan oppiminen on havaintoihin perustuvaa<br />
informaation koodautumista oppijan muistiin (vrt. konstruktivismi, s. 27). Tämä koodautuminen<br />
aiheuttaa oppijassa tiedon tai taidon muutoksen, mikä voi ilmetä myös mm. käyttäytymisen<br />
muutoksena. Muistilla tarkoitetaan yleensä yksilön kognitiivista kykyä tallentaa informaa-<br />
tiota fyysiseen rakenteeseensa siten, että se on myöhemmin kognitiivisten prosessien käytettä-<br />
vissä. Kognitiivisessa psykologiassa käytettävän muistin monivarastomallin mukaan ulkoinen<br />
ärsyke otetaan ensin vastaan sensoriseen muistiin, mistä informaatio siirtyy ensin lyhytkestoiseen<br />
työmuistiin ja siitä edelleen pitkäkestoiseen säilömuistiin (kuva 4). Työmuistilla on keskeinen<br />
osa oppimisessa, koska se käsittelee sekä aistihavaintojen tuomaa informaatiota että säilömuistista<br />
työmuistiin palautettua informaatiota. Työmuistin kapasiteetti on hyvin pieni, ja tieto<br />
säilyy siinä enintään 20-30 sekuntia. Nämä rajoitukset koskevat vain sensorisesta muistista tulevaa<br />
uutta informaatiota, mutta ei sitä informaatiota, mikä palautetaan säilömuistista työmuistiin<br />
käsiteltäväksi. Informaation tietoinen käsittely tapahtuu työmuistissa. (Redish 2004; Sweller ja<br />
Sweller 2006).<br />
43
Kuva 4. Ihmisen tiedonkäsittelyprosessi ja kognitiivinen arkkitehtuuri<br />
Informaation ajatellaan tallentuvan ihmisen säilömuistiin tietorakenteina, mitkä edustavat eri asiayhteyksiin<br />
liittyviä ajatteluprosesseja. Oppiminen edellyttää muutoksia oppijan tietorakenteissa,<br />
mikä tapahtuu aluksi hitaasti ja haparoiden. Lukuisat tutkimukset osoittavat, että asiantuntijat<br />
pystyvät hyödyntämään tietorakenteitaan oppimisessa eri tavalla kuin asiaan vasta perehtyvät noviisit<br />
(Kirschner ym. 2006; Tuminaro ja Redish 2007). Silloinkin, kun asiantuntijat eivät tiedä<br />
asiasta enempää kuin noviisit, he oppivat noviiseja nopeammin, koska heidän tietorakenteensa<br />
ovat noviisien tietorakenteita järjestyneempiä. Kirschner ym. (2006) ja Sweller ym. (2007) ovat<br />
kritisoineet oppijan omatoimisuuteen perustuvaa opetusta siitä, että omatoiminen, asiantuntijoiden<br />
työskentelyä jäljittelevä ongelmanratkaisu kuormittaa noviisioppijan työmuistia yksipuolisesti<br />
uuden informaation käsittelyllä. Asioiden oppiminen edellyttäisi kognitiotieteen käsityksen<br />
mukaisesti sen sijaan informaation siirtymistä työmuistista säilömuistiin ja sen käsittelyä työmuistissa<br />
uudestaan. Tältä pohjalta he ovat verranneet ohjatusta ja minimaalisesti ohjatusta oppimisesta<br />
(guided and minimal quided instruction) 50 vuoden aikana tehtyjä tutkimuksia keskenään.<br />
Vertailun tuloksena he ovat havainneet minimaalisesti ohjatun opetuksen olevan oppimisen<br />
kannalta vähemmän tehokkaan kuin ohjatun opetuksen (Kirschner ym. 2006). Minimaalisesti<br />
ohjattuun opetukseen kuuluviksi he lukevat konstruktivismiin perustuvan opetuksen sekä mm.<br />
keksivän oppimisen, tutkivan oppimisen, ongelmaperusteisen oppimisen ja kokemuksellisen oppimisen<br />
(experiental learning, EL) mallit. Mayer (2004) on vastaavan 1960-luvulta 1980-luvun<br />
lopulle ulottuvan vertailun perusteella päätynyt samaan johtopäätökseen ohjatun opetuksen ja<br />
keksivän opetuksen keskinäisestä tehokkuudesta kuin Kirschner ym. (2006). Mayerin mukaan<br />
ohjatun opetuksen paremmuus keksivään opetukseen verrattuna on havaittavissa myös oppimi-<br />
44
sen siirtovaikutuksessa. Jonassenkin (1997), vaikka on konstruktivisti, suosittelee jäsentyneitä<br />
ongelmia käytettäväksi noviisien ja jäsentymättömiä ongelmia käytettäväksi pitemmälle edistyneiden<br />
oppijoiden opetuksessa. Samoin Schmidt ym. (2007) myöntävät opettajan tukeen perustumattoman<br />
keksivän oppimisen mallin olevan noviisien opetuksessa tehottoman.<br />
Kirschnerin ym. (2006) artikkeli on aiheuttanut vastakritiikkiä (Hake 2007b; Hmelo-Silver ym.<br />
2007; Schmidt ym., 2007) ja laajaa keskustelua konstruktivistisen ja instruktivistisen lähestymistavan<br />
keskinäisestä paremmuudesta opetuksessa. Mayerin (2004) ja Kirschnerin ym. (2006) artikkelien<br />
lisäksi silti muitakin laajapohjaisia konstruktivismiin perustuvan opetuksen kritiikkejä<br />
on esitetty viime vuosina. Esimerkiksi Keeves (2002) on tarkastellut matematiikan ja luonnontieteen<br />
opetuksessa viimeisten 50 vuoden aikana tapahtuneita uudistuksia sen kehityksen valossa,<br />
mikä samana aikana on tapahtunut kehitys- ja kognitiivisessa psykologiassa, neurotieteessä, oppimisen<br />
ja opetuksen tutkimuksessa ja fysikaalisia ja biologisia tieteitä koskevassa tiedossa. Tarkastelunsa<br />
tuloksena hän on esittänyt konstruktivismin olevan epätäydellisen ja epäsopivan lähtökohdan<br />
luonnontieteen ja matematiikan tehokkaaseen oppimiseen lukiotasolla. Anderson ym.<br />
(2000) ovat vastaavasti tarkastelleet kriittisesti konstruktivistiseen ja situationaaliseen oppimisnäkemykseen<br />
perustuvaa opetusta ihmisen informaationkäsittelyprosessin näkökulmasta useiden<br />
opetuksen peruspiirteiden osalta erityisesti matematiikan opetuksessa. Situationaalisen opetuksen<br />
he katsovat johtavan liian suppeisiin oppimistuloksiin ja konstruktivismin puolustavan hyvin tehottomia<br />
oppimis- ja arviointimenetelmiä. Fox (2001) on samanlaisen tarkastelun pohjalta katsonut<br />
konstruktivismin tarjoavan harhaanjohtavan ja epätäydellisen käsityksen ihmisen oppimisesta,<br />
mikä johtaa harhaanjohtaviin ohjeisiin luokkaopetuksesta. Andersonin ym. (2000) näkemys<br />
saa fysiikan osalta tukea mm. Bennettin ym. (2003) meta-analyysista, minkä mukaan sovelluksista<br />
liikkeelle lähteminen opetuksessa voi johtaa siihen, että omaksutut tiedot jäävät irrallisiksi,<br />
eivätkä ne kytkeydy osaksi fysiikan tai kemian tietorakennetta. Kontekstuaaliset lähestymistavat<br />
eivät kuitenkaan Bennettin ym. mukaan haittaa luonnontieteellisen tiedon oppimista, minkä lisäksi<br />
ne vaikuttavat jonkin verran oppijoiden kiinnostukseen fysiikkaa ja kemiaa ja niiden opiskelua<br />
kohtaan 11-18-vuotiaiden oppijoiden ikäryhmässä.<br />
45
4.1.4. Kollaboratiivisuuden merkitys opetuksessa<br />
Näkyvin sosiokontruktivistisiin oppimismalleihin liittyvä ero perinteiseen opettajajohtoiseen<br />
opetukseen verrattuna on opettajan oppijaan kohdistaman suoran ohjauksen määrä. Sosiaaliseen<br />
kontruktivismiin perustuvaa opetusta luonnehtii sen lisäksi kaksi muutakin piirrettä, mitkä teoreettisella<br />
tasolla ilmentävät progressiivisen opetuksen vaikeutta irtautua yksilölliseen tai opettajan<br />
ohjaukseen perustuvan oppimisen perinteistä. Niistä ensimmäisenä ajatus siitä, että kaikki<br />
oppiminen olisi kontekstin määräämää, on ristiriidassa oppimisprosessin subjektiivisen luonteen<br />
oletuksesta seuraavan parhaiden subjektiivisten oppimistapojen olemassa olon oletuksen kanssa.<br />
Kollaboratiivisuuteen perustuva oppiminen ei jälkimmäisten oletusten perusteella voisi koskaan<br />
olla yhtä tavoiteltavaa kuin oman oppimistavan tai -järjestyksen valintaan perustuva yksilöllinen<br />
oppiminen. Toinen piirre liittyy yhteisön tai ryhmän oppimista ohjaavaan vaikutukseen ja siihen,<br />
mitä oppija sen seurauksena opittavasta oppii. Puolimatka (1999) on käyttänyt tästä vaikutuksesta<br />
oppimiskontekstin sosiaalistavan vaikutuksen nimitystä.<br />
Perinteisen ohjatun oppimisen tarkoituksena on konstruktivismin näkökulmasta katsoen ollut sosiaalistaa<br />
oppija tietyn kaavan mukaisesti ajattelevaksi, mikä tavoite on konstruktivistiselle opetukselle<br />
vieras (Puolimatka 1999; Kuhn 2007). Ryhmän tai yhteisön näkemysten vaikutusta oppijan<br />
näkemyksiin pidetään sosiaaliseen konstruktivismiin perustuvissa oppimismalleissa silti nimenomaan<br />
hyvänä asiana, ja se on kyseisten oppimismallien ytimenä. Tämä vastakkainasettelu<br />
perustelee kysymyksen, miksi sosiokonstruktivistisen oppimismallin mukaan tapahtuva sosiaalistaminen<br />
olisi parempi asia kuin ohjatun oppimisen mallin mukaan tapahtuva sosiaalistaminen,<br />
jos lopputuloksena kuitenkin on oppijan sosiaalistuminen itsensä ulkopuolelta saadun ajattelutavan<br />
mukaisesti ajattelevaksi. Vastaus tähän kysymykseen näyttäisi ainakin luonnontieteen opetuksen<br />
osalta olevan tieteen sisäisistä kulttuurieroista johdettavissa. Kuhn (2007) tuo hyvin esille<br />
konstruktivistisen arvonäkökulman asiaan, kun hän vastakritiikissään Kirschnerin ym. (2006) artikkeliin<br />
kyseenalaistaa kokonaan luonnontieteen sisältöjen opetuksen tarpeellisuuden ja painottaa<br />
argumentointiin ja tiedon hankkimiseen oppimisen tärkeyttä opetuksessa (s. 110-111). Tällä<br />
näkemyksellään hän perustelee sosiaaliseen konstruktivismiin pohjautuvien oppimistapojen, kuten<br />
ongelmaperustaisen oppimisen ja tutkivan oppimisen, paremmuutta suoraan ohjaukseen perustuvaan<br />
oppimiseen verrattuna. Kuhnin puolustamat argumentoinnin taidot ja kriittinen asenne<br />
46
tietoon ovat kuitenkin vain toisarvoisia taitoja luonnontieteellisen tiedon ja metodien yhteydessä<br />
sovellettuna. Esimerkiksi Sweller ym. (2007) kiinnittävät Kirscherin ym. (2006) artikkelista esitetyn<br />
kritiikin vastakritiikissään osuvasti huomiota ongelmaperustaisen ja tutkivan oppimisen<br />
kannattajien käyttämien käsitteiden ja niiden avulla määriteltyjen oppimisen tavoitteiden epämääräisyyteen:<br />
”When Hmelo-Silver et al. (2007) state, “In PBL, students learn content, strategies, and selfdirected<br />
learning skills through collaboratively solving problems, reflecting on their experiences,<br />
and engaging in self-directed inquiry,” which strategies and which self-directed learning<br />
skills are being referred to (p. 100)? What is an example of a “flexible thinking skill” and<br />
where is the evidence that it can be taught (p.102)? How does one teach “sense making” (p.<br />
101)? Has anyone ever tested whether learners who learn sense making, however defined,<br />
through inquiry-based techniques are better at sensemaking in a novel environment than<br />
learners who are presented the same information via, for example, problems and their solutions?<br />
Where does the newly learned sensemaking skill reside; in long-term memory? Is that<br />
where a flexible teaching skill resides as well? If we can describe these skills, why can we not<br />
teach them directly and explicitly? In our experience, they are rarely if ever described, let<br />
alone taught. If self-directed learning skills means learning to use the internet or learning to<br />
use a library, those skills can and should be taught directly and explicitly.”<br />
Tämä Swellerin ym. (2007) kritiikki osoittaa valaisevasti kokeellisuuteen perustuvan päättelyn ja<br />
oppimisnäkemyksestä toimintaohjeensa johtavan ajattelutavan yhteismitattomuuden kollaboratiivisen<br />
oppimisen perusteluina. Sen lisäksi se perustelee tarpeen määritellä selvästi ne psykologiset<br />
prosessit, mitkä vaikuttavat erilaisten opetusmenetelmien taustalla. Edelleen myös sen määrittely,<br />
mitä sosiaalinen tai muu konteksti tarkoittaa, on tarpeen, jotta kontekstin tai sen osatekijöiden<br />
merkitystä oppimisessa voidaan testata. Kontekstin käsite on sekin epätäsmällinen, eikä<br />
sen sisällöstä vallitse yksimielisyyttä (Finkelstein 2001, 2005; Redish 2004).<br />
Kollaboratiivisuuden korostaminen sosiaaliseen konstruktivismiin perustuvassa opetuksessa perustuu<br />
näkemykseen, minkä mukaan lähes kaikki tehtävät ovat hyvin sosiaalisia luonteeltaan, ja<br />
että oppiminen on sidoksissa oppimiskontekstiin (Anderson ym. 2000). Näkemyksen tueksi ei<br />
liene olemassa tutkimustuloksia siitä, kuinka paljon ja minkälaista sosiaalista vuorovaikutusta eri<br />
tehtävissä tarvitaan. Vaikka sellaisia tutkimustuloksia olisikin olemassa, tarve sosiaalisten taitojen<br />
hallintaan ei merkitse sitä, että kaikkia elämässä tarvittavia taitoja pitäisi opetella sosiaalisessa<br />
kontekstissa. Lawsonin (2000) mukaan jo lyhytkin tarkastelu osoittaa, että sosiaalinen ympäristö<br />
voi helpottaa oppimista, mutta ei ole sille välttämätön, mikä päätelmä on arkikokemuksen<br />
47
mukainen. Oppimisen sosiaalisen ulottuvuuden ylikorostamista opetuksessa ei voida perustella<br />
myöskään ”työelämässä tarvittavan sosiaalisuuden” kehittämisellä (Häkkinen ja Arvaja 1999),<br />
jos sellaista käsitettä on edes yksiselitteisenä olemassa. Mm. luonnontieteellisiin asiantuntijatehtäviin<br />
palkattaneen jatkossakin henkilöitä ensisijaisesti muun osaamisensa kuin sosiaalisten taitojensa<br />
perusteella. Ryhmätyöskentely ei työelämässä myöskään yleensä tarkoita sitä, että työn tulos<br />
syntyisi nimenomaan yhdessä työskentelyn, vaan henkilökohtaisten osatehtävien suorittamiseen<br />
perustuvan työskentelyn tuloksena. Yleisesti hyväksytään nykyisin lisäksi se näkemys, että<br />
työelämässä on vahvistumassa uusi yksilötyöskentelyä suosiva kehityssuunta, mitä luonnehtii<br />
kapean asiantuntemuksen ja pääte- ja etätyöskentelyn lisääntyminen. Sen seurauksena sähköisen<br />
viestintään ja tietotekniikkaan liittyvän osaamisen tarve kasvaa, ja eri alojen ja ihmisryhmien<br />
osaamisen tarpeet eriytyvät (Christie 2003). Näiden tarpeiden tyydyttämisen voidaan arvioida sijoittuvan<br />
tärkeysjärjestyksessä yleisten sosiaalisten taitojen oppimisen edelle, kun hyvin monilla<br />
ihmisillä kuitenkin on luontainen kyky yhteistoimintaan. Ryhmätyöskentelyssäkin tarvittavia taitoja<br />
ja -tekniikoita voidaan siksi harjoitella mm. yliopisto-opinnoissa oppisisältöjen opiskelusta<br />
erillään (vrt. Sweller ym. 2007 edellä).<br />
Anderson ym. (2000) ovat todenneet useisiin esimerkkeihin viitaten hyvin monien tutkimusten<br />
psykologiassa osoittavan, että tehtävään sisältyvät toisistaan riippumattomat osatehtävät kannattaa<br />
oppimisen tehokkuuden vuoksi nimenomaan suorittaa erillään toisistaan. He viittaavat sosiaalisen<br />
oppimisympäristön merkitystä tarkastellessaan myös Yhdysvaltain National Research<br />
Councilin (1994) yhteistoiminnallista oppimista (co-operative learning) koskevaan katsaukseen,<br />
minkä mukaan kyseistä opetusmenetelmää koskeva tutkimus on ollut usein huonosti kontrolloitua,<br />
ja että verrattain harvat tutkimukset ovat osoittaneet menetelmästä olevan etua yksilölliseen<br />
oppimiseen verrattuna. NRC:n katsauksen mukaan yhteistoiminnalliseen oppimiseen on lisäksi<br />
havaittu liittyvän joukon haitallisia piirteitä, jotka ovat monelle opettajalle tuttuja kaikkeen ryhmätyöskentelyyn<br />
liittyvinä. Sellaisia piirteitä ovat Salomonin ja Globersonin (1989) käyttämien<br />
termien mukaisesti<br />
• vapaamatkustajien ongelma (free rider effect)<br />
• alisuorittamisongelma (sucker-effect)<br />
� ryhmän aktiivinen tai osaava jäsen alkaa työskennellä tehottomasti huomatessaan joutuvansa<br />
tekemään enemmän työtä kuin muut<br />
48
• joukkioituminen (ganging up effect)<br />
� ryhmän jäsenet sopivat keskenään tavasta suoriutua tehtävästä mahdollisimman nopeasti ja<br />
helposti sekä<br />
• asemaero-ongelma (status differential effect)<br />
� hyvin aktiivinen tai kyvykäs ryhmän jäsen asettuu johtamaan ryhmän toimintaa, ja vaikuttaa<br />
muun ryhmän aktiivisuuteen ja tuotoksiin.<br />
Anderson ym. (2000) viittaavat edelleen myös valtavaan määrään yhteistoiminnallista oppimista<br />
koskevia käytännöllissisältöisiä artikkeleita, joissa heidän mukaansa pyritään kaunistelemaan<br />
menetelmään liittyviä vaikeuksia, ja lähestymistapa pyritään esittämään akateemisena patenttiratkaisuna<br />
oppimisen ongelmiin. Loppupäätelmänään he painottavat, että yhteistoiminnallinen<br />
oppiminen ei ole mikään opetuksen patenttiratkaisu, mikä aina tuottaa paremman tai edes yhtä<br />
hyvän lopputuloksen kuin yksilöllinen oppiminen.<br />
Häkkinen ja Arvaja (1999) ovat tarkastelleet kollaboratiivista oppimista teknologiaympäristöissä<br />
erityisesti sosiokonstruktivistisesta ja -kulttuurisesta näkökulmasta katsoen. Kollaboratiivista oppimista<br />
tarkastellaan heidän mukaansa usein ongelmanratkaisuprosessina, jossa osallistujat neuvottelevat<br />
yhteisen käsitteellisen rakenteen ja käyttävät sitä yhteisen ongelman ratkaisuun. Yhteistä<br />
kollaboratiivisen oppimisen eri muodoille on heidän mukaansa näkemys siitä, että keskusteluissa<br />
ei ainoastaan välitetä jo olemassa olevaa tietoa, vaan luodaan kokonaan uutta tietoa sosiaalisen<br />
vuorovaikutuksen kautta. Ryhmässä tapahtuvan opiskelun ja työskentelyn kautta oletetaan<br />
silloin voitavan oppia monimutkaisiakin asioita ilman, että niitä opetetaan suoraan. Tällainen<br />
oppimismalli sopii kuitenkin huonosti kuvaamaan fysiikan oppimisessa vastaan tulevien ongelmatilanteiden<br />
ratkaisemista. Jo lähtökohtaisesti on epäuskottavaa, että opetusmalli, mikä perustuu<br />
käsitykseen, mikä väheksyy ulkoisen maailman keskeistä asemaa hypoteesien ja teorioiden<br />
testaajana, voisi auttaa oppijoita kehittämään tieteellisen ajattelun kykyään fysiikan edellyttämällä<br />
tavalla. Fysiikan oppiminen ja soveltaminen perustuvat lisäksi paljolti ennalta kuvattujen<br />
tyyppitilanteiden tuntemukseen, ja ongelmanratkaisu on fysiikassa verrattavissa shakinpeluussa<br />
tapahtuvaan ongelmanratkaisuun, missä kyvykkyys perustuu suureen määrään pelaajan muistissa<br />
olevia pelitilanteita. Sosiaalisen vuorovaikutuksen ei siksi voida olettaa erityisesti helpottavan<br />
fysiikan noviisiopiskelijan tehtävää tyyppiratkaisujen mieleen painamisessa, eikä neuvotteluja<br />
fysiikan jo olemassa olevan käsitteistön tulkinnastakaan ole tarpeellista käydä. Neuvotteluista<br />
muiden oppijoiden kanssa voi toki olla hyötyä fysiikan käsitteiden ymmärtämisessä, mutta ajan<br />
49
säästämiseksi on luontevampaa, että opettaja selittää oppijalle suoraan käsitteen merkityksen,<br />
jota oppija voi pohtia mielessään.<br />
Ongelmanratkaisu fysiikan opiskelussa vaatii lisäksi moneen muuhun oppiaineeseen verrattuna<br />
luovuutta tyyppiratkaisujen soveltamisessa ongelmiin, eikä se perustu pelkästään muistamiseen.<br />
Mm. Gardnerin (1994) havainto, jonka mukaan luovat osaajat pyrkivät hakeutumaan ongelmanratkaisutilanteissa<br />
yksinäisyyteen ryhmässä tapahtuvan pohdinnan sijasta, ei tue käsitystä ryhmätyöskentelyn<br />
hyödyllisyydestä fysiikan oppimista muistuttavissa tilanteissa. Se yleinen käsitys,<br />
että paljon omaksuttavaa, teoreettista tietoa sisältävä oppimateriaali soveltuu verkko-opiskelussa<br />
parhaiten yksilötyöskentelynä opiskeltavaksi, saa lisätukea tästä havainnosta. Toinen yleinen käsitys,<br />
minkä mukaan analysoitava ja edelleen kehiteltävä tietoaines soveltuu verkko-opiskelussakin<br />
parhaiten ryhmätyöskentelyssä työstettäväksi, sopii puolestaan kuvaan siitä, minkälaisen tiedon<br />
opiskeluun sosiaaliseen konstruktivismiin perustuvat oppimismenetelmät saattavat soveltua<br />
parhaiten.<br />
4.2. PER ja konstruktivismiin perustuva opetus<br />
Kokeellisuuteen perustuva opetuksen tutkimus on iältään nuorta, sillä laajahkoja tilastollisia menetelmiä<br />
hyödyntäviä koeasetelmia on toteutettu opetukseen kohdistuvina vasta 1970-luvulta<br />
lähtien (Pitkäniemi 2000). Opettamisella on kuitenkin pitkät perinteet, joten on luonnollista, että<br />
opetusta pidetään nykyisinkin enemmän taitona kuin tieteelliseen tutkimukseen perustuvana toimintana.<br />
Taidon harjoittajien on luontevaa tukeutua ajattelussaan ideologioihin ja käsityksiin,<br />
joissa hyvä opetus voidaan ymmärtää filosofisista tai muista, henkilökohtaisesti tärkeistä, lähtökohdista<br />
määräytyväksi. Konstruktivismiin perustuvassa opetuksen tutkimuksessakin elää voimakkaana<br />
humanistisen perinteen mukainen ”pehmeän tieteen” arvonäkökulma, mikä fysiikan<br />
näkökulmasta katsoen on metafysiikkaa tai perustuu ”romanttiseen näkemykseen opetuksesta”,<br />
niin kuin sitä on luonnehdittu (esim. Stone 1996). PER sanoutuu irti subjektiivisesta näkökulmasta<br />
pyrkiessään muuttamaan fysiikan opetuksen tieteeksi, minkä lähtökohtana ovat ”kovan<br />
tieteen” näkemykset tiedosta ja sen hankkimistavoista maailmassa, jossa elämme. Tämä on tärkein<br />
ero konstruktivismiin ja PERiin perustuvan lähestymistavan ja niiden tulosten käytäntöön<br />
50
soveltamisen välillä. Tiukan tieteellisen tarkkuuden vaatimus on alan oppijoiden kanssa työskentelyn<br />
mahdollisuuden lisäksi tärkein perustelu sille, että PER kuuluu yliopistojen fysiikan laitosten<br />
eikä filosofian tai kasvatustieteen laitosten toiminnan piiriin.<br />
Triviaali konstruktivismi kuuluu tieteen historiassa painokkuudeltaan samaan luokkaan käsityksiä<br />
kuin Herakleitoon lausumaksi väitetty ”pantha rhei” eli ”kaikki virtaa”. Molemmat mainituista<br />
käsityksistä voidaan hyväksyä universaaleiksi totuuksiksi ilman, että niillä on sellaisenaan varsinaisia<br />
tieteellisiä seuraamuksia. PERissäkin voidaan samoin hyväksyä sosiaaliselle konstruktivismille<br />
ominainen käsitys tiedon muodostumisesta joko yksilön ja yhteisön välisen universaalin<br />
jännityksen ilmaisutapana tai työhypoteesina, jota voidaan tutkia ja työstää havaintojen ja kokeiden<br />
avulla (esim. Kurki-Suonio ja Kurki-Suonio 1998, Redish 1999). Sosiaaliseen konstruktivismiin<br />
perustuvassa opetuksessa toisaalta hyväksytään realiteettina se PERissä luonnollinen periaate,<br />
että oppijan käsityksiin opittavasta voidaan vaikuttaa opettajan ohjauksen avulla suuntaavasti.<br />
Jos fysiikan opetus rakennetaan sosiaalisen vuorovaikutuksen pohjalle, konstruktivismin<br />
ytimestä tarvitsisi siten vähimmillään ottaa opetuksessa huomioon ehkä vain näkemys siitä, että<br />
oppijan ennakkokäsitykset vaikuttavat hänen oppimiseensa ja se näkemys, että oppiminen perustuu<br />
oppijan omaan aktiivisuuteen (s. 27). Näiden oppimisen piirteiden huomioon ottamista pidetään<br />
nykyisin hyvän opetuksen mittana kaikessa opetuksessa, eivätkä ne siten ole ongelma. Ongelmiksi<br />
sosiokonstruktivistisessa fysiikan opetuksessa jää sen sijaan se, miten vaikuttaa oppijoiden<br />
haluun oppia, ja miten sovittaa toisiinsa oppijoiden subjektiivisten näkemysten korostaminen<br />
ja fysiikan oppimiselle tärkeä instruktiivisuus. Näistä edelliseen ongelmaan ei näyttäisi olevan<br />
esitetty muita kuin konstruktivismin ydinteoriaan perustumattomia käytännön sanelemia ratkaisuja.<br />
Myös jälkimmäinen ongelma näyttäisi olevan käytännössä ratkaistu tinkimällä jyrkästä oppijalähtöisyydestä<br />
opettajan tai oppimisympäristön ohjaavan ja episteemisen auktoriteetin eduksi.<br />
Jos konstruktivismin ontologiset ja epistemologiset lähtökohdat jätetään tarkastelussa huomiotta,<br />
sosiaaliseen konstruktivismiin perustuvissa oppimismalleissa on siten paljon yhdenmukaisuutta<br />
sen kanssa, mitä tehokkaalta fysiikan opetukselta PERin saavuttamien tulosten perusteella voidaan<br />
edellyttää. PER on mm. osoittanut kontrolloiduin tutkimuksin kaikkien muiden Kirschnerin<br />
ym. (2006) minimaaliseen ohjaukseen perustuviksi määrittelevien konstruktivististen oppimis-<br />
51
mallien (PBL, IL, EL) paitsi puhtaan keksivän oppimisen olevan opetuksessa suhteellisesti tehokkaiden<br />
(Hake 2007b). Kyseisten oppimismallien tehokkuudesta opetuksessa on PERissä saatujen<br />
tulosten lisäksi olemassa vain suuntaa-antavaa näyttöä (Gijbels ym. 2005; Hmelo-Silver<br />
ym. 2007; Sweller ym. 2007). Tämä tulos on varsin odotettu, sillä oppijoiden ennakkokäsitysten<br />
ja oman aktiivisuuden korostaminen opetuksessa jo yksinäänkin edistänevät oppimista, ja lisäksi<br />
mm. opettajan antaman suoran ohjauksen määrä voi kyseisissä oppimismalleissa vaihdella paljonkin<br />
(Hmelo-Silver ym. 2007; Schmidt ym. 2007). Konstruktivismiin ja PERiin perustuvan<br />
opetuksen voidaan siten olettaa menevän kyseisten opetusmallien kohdalla opetuksen operaationaalisella<br />
tasolla ainakin osittain toistensa kanssa päällekkäin. Tämä ei kuitenkaan tee PERiin<br />
perustuvasta opetuksesta konstruktivistista, vaan se päinvastoin korostaa PERin kokeellisen lähtökohdan<br />
tärkeyttä niiden opetuksellisten toimenpiteiden selvittämisessä, mitkä eri oppimisnäkemyksiin<br />
perustuvassa opetuksessa saavat aikaan sen, että tehokasta oppimista tapahtuu. Se myös<br />
korostaa muidenkin yleisesti käytettyjen pedagogisten termien kuin PBL:n, IL:n ja DL:n operaationaalisella<br />
tasolla määrittelyn tarpeellisuutta opetuksen tutkimuksen pohjaksi (Hake 2007b).<br />
Joitakin yrityksiä yhteisen käsitteistön luomiseksi on tämä tarve huomioon ottaen jo tehtykin<br />
(Finkelstein 2001; Dancy ja Henderon 2007).<br />
PBL:n, IL:n ja EL:n pedagogiset mallit on Swellerin ym. (2007) mukaan kehitetty aikana, jolloin<br />
ihmisen kognition keskeisen osan ei ajateltu olevan pitkäaikaismuistissa sijaitsevan tiedon, vaan<br />
kyvyn keksiä uusia ongelmanratkaisu- ja ajattelustrategioita. Konstruktivismin ja siihen perustuvan<br />
opetuksen ongelmana teoreettisella tasolla on kyseisten mallien tavoin yleisestikin konstruktivismin<br />
kokeellisesti verifioitavien lähtökohtien vanhentuminen ihmisen kognitiivista arkkitehtuuria<br />
ja oppimista koskevan tiedon täsmentyessä. PERin etuna konstruktivistiseen tutkimukseen<br />
nähden on se, että PER ei sitoudu mihinkään oppimista tai opettamista koskeviin etukäteisoletuksiin,<br />
vaikka konstruktivismilla onkin ollut merkitystä useiden PERiin perustuvien opetusmallien<br />
kehittämisessä (esim. Redish 1997, 2004). Progressiivisten oppimisnäkemysten vaikutus voi<br />
siten ilmetä PERiin perustuvissa opetusmenetelmissä vaihtelevilla tavoilla ja vaihtelevissa määrin.<br />
Esimerkiksi Dancy ja Henderson (2007) ovat tarkastelleet kolmea yleisesti tunnettua, hyvin<br />
dokumentoitua ja toimiviksi osoittautunutta PERiin perustuvaa opetusmenetelmää niiden eräiden<br />
yleisten piirteiden pohjalta viisiportaisella asteikolla perinteisestä vaihtoehtoiseen käsitykseen tai<br />
käytäntöön. Kaikissa menetelmissä (Washington Tutorials, Interactive Lecture Demonstrations,<br />
52
Workshop Physics) ilmeni voimakas käänteinen suhde menetelmän kehittäjien vahvan tai selvän<br />
konstruktivistisen oppimisnäkemyksen ja menetelmän vahvan (so. perinteisen) opettajajohtoisuuden<br />
välillä. Oppimisnäkemyksen vaihtoehtoisuuden asteen ja vuorovaikutteisuuden asteen<br />
välillä oli kuitenkin havaittavissa vain vähän eroa. Tulos kertoo suuntaa antavasti PERin tuottamien<br />
tulosten voivan olla usein riippumattoman konstruktivistisiin näkemyksiin PERin alueella<br />
pohjautuvista tutkimusongelmien asetteluista. Sen lisäksi se välittää viestin ”sen, mikä toimii”ajattelun<br />
ensisijaisuudesta opetuksen kehittäjien opetuskäsityksiin verrattuna PERiin perustuvassa<br />
opetuksessa.<br />
Konstruktivistisen oppimisnäkemyksen ja PERin välisistä yhtymäkohdista huolimatta PER pyrkii<br />
tekemään selvän eron omien lähtökohtiensa seuraamusten ja valtavirran opetuksen tutkimuksen<br />
tulosten välillä. PERin tietokäsitys on fysiikan tietokäsityksen mukainen ja siten oppimista<br />
triviaalin tai kognitiivisen konstruktivismin näkökulmasta tarkasteleva, minkä lisäksi PERissä<br />
varotaan pitämästä valtavirran opetuksen tutkimuksessa kehitettyjä teorioita sellaisenaan fysiikan<br />
opetukseen soveltuvina. PER tutkimusperinteenä korostaa edelleen fysiikan analyyttisen luonteen<br />
ja matemaattisen esitystavan sekä fysiikan käsiterakenteen huomioon ottamisen tärkeyttä<br />
opetuksessa sekä fysiikan asiantuntemuksen merkitystä fysiikan opetusta tutkittaessa. PERille<br />
ominainen lähestymistapa opetukseen ilmenee sille keskeisessä interactive engagement -käsitteessä,<br />
mikä on yhteisnimitys opetusmenetelmille, mitkä Haken (1998) mukaan<br />
”... are designed at least in part to promote conceptual understanding through interactive<br />
engagement of student in heads-on (always) and hands-on (usually) activities that yield<br />
immediate feedback through discussion with peers and/or instructors.”<br />
Vuorovaikutteisuus ja oppimiseen sitouttaminen ovat siten opetusmenetelmien kokeelliseen tutkimukseen<br />
perustuvuuden lisäksi PERiin perustuvan opetuksen tärkeimmät tuntomerkit.<br />
PER pitää konstruktivismin tavoin myös oppijan ennakkokäsitysten ja -tietojen huomioon ottamista<br />
opetuksessa tärkeänä, mutta painottaa samalla oppijan virheellisten ennakko- ja muiden<br />
käsityksen oikaisemisen (aina) ja oppimisen opettajajohtoisuuden (usein) tarpellisuutta opetuksessa.<br />
Näiltä osin sen näkemykset eroavat osaksi radikaalin tai sosiaalisen konstruktivismin opetusta<br />
koskevista näkemyksistä. Hellerin (1999) suorittaman PERin opetusmenetelmiä koskevan<br />
analyysin mukaan osa PERin tuottamista, fysiikan perinteisille opetustavoille rakentuvista ope-<br />
53
tusmenetelmistä (mm. Washington Tutorials ja Interactive Lecture Demonstrations) perustuvat<br />
vahvasti kognitiiviseen kehitysteoriaan [ja siten kognitiiviseen konstruktivismiin], kun taas osa<br />
perustuu ensisijaisesti kognitiivisen mallioppimisen (cognitive apprenticenship) teoriaan. Jälkimmäisten<br />
menetelmien osalta PERissa on siten nähtävissä yhtymäkohtia myös situationaaliseen<br />
oppimisnäkemykseen ja eräisiin PBL:n mallioppimiseen perustuviin sovelluksiin.<br />
5. KIRJALLISUUSTUTKIMUKSEEN PERUSTUVAT PÄÄTELMÄT<br />
Tavoite ja vuorovaikutus ovat yleisesti hyväksytyn käsityksen mukaisesti kaksi tärkeimmistä tekijöistä<br />
minkä tahansa oppiaineen opetuksessa. Ilman selkeää oppimistavoitetta ei opetusmenetelmien<br />
pohtimisessa ole mieltä, ja ilman vuorovaikutusta ei oppimisen ohjaukseen ole olemassa<br />
tarvetta. Jos opetusta pidetään tavoitteellisena toimintana, vuorovaikutuksen luonne opetusmenetelmien<br />
osana on kuitenkin oppimistavoitteille alisteista ja opittavan alan tai aiheen sisällön mukaisesti<br />
määräytyvää. Opetuksesta käytävässä keskustelussa ja käytännön opetustyössä näyttäisi<br />
silti tällä hetkellä päähuomio asioiden käsittelyssä kohdistuvan yksipuolisesti konstruktivistisen<br />
vuorovaikutuksen toteutumiseen osana opetusta. Näin on asian laita erityisesti yliopisto-opetuksessa,<br />
missä opettajien pedagoginen osaaminen on vähäistä, eikä opetuksen asiantuntemus useinkaan<br />
riitä ulkoapäin annettujen kehittämistavoitteiden arviointiin. Opetuksen muodot ja menetelmät<br />
valikoituvat yliopisto-opetuksessa siksi usein toissijaisten kriteerien, kuten työyhteisössä<br />
vallitsevien aatevirtausten tai käytettävissä olevien opetuksen apuvälineiden perusteella. Huonoimmissa<br />
tapauksissa kritiikitön sopeutuminen opetuksen modernisoinnin odotuksiin yhdessä<br />
epäluontevien opetusmenetelmien valinnan kanssa voi johtaa opetuskäytäntöihin, joissa opittavan<br />
asian luonnetta ja didaktiikkaa ei oteta huomioon järkevällä tavalla (vrt. Enkenberg 2004).<br />
Jos opetuksen tavoitteita ei sen lisäksi ole määritelty selvästi, tavoitteiden saavuttaminen ja oppimistuloksen<br />
mittaaminenkaan eivät ole oikeasti mahdollisia. Uuden opetusmenetelmän käyttöön<br />
otto voi johtaa silloin lopputulokseen, mikä palvelee huonosti oppimisen ja tieteen teon tavoitteita.<br />
Verkkokurssit ja -tehtävät pyritään tällä hetkellä rakentamaan hyvin usein konstruktivistisen oppimisnäkemyksen<br />
erilaisten tulkintojen mukaisiksi. Konstruktivistisen oppimisnäkemyksen ansi-<br />
54
oksi on luettava sen yleiseen tietoisuuteen nostamat näkemykset oppijan ennakkokäsitysten huomioon<br />
ottamisen sekä vuorovaikutuksen ja oppijan aktiivisen toiminnan tärkeydestä opetuksessa.<br />
Konstruktivismista johdettuihin muihin opetusta koskeviin näkemyksiin on kuitenkin suhtauduttava<br />
fysiikan verkko- ja muussakin opetuksessa varoen. Tärkeimmät syyt siihen ovat seuraavat:<br />
• Konstruktivismin tietokäsitys on luonnontieteelle vieras, ja se perustuu osaksi virheellisiin filosofisperäisiin<br />
olettamuksiin ihmisen informaation käsittelyn ja tiedon muodostamisen prosesseista.<br />
Toisin kuin sosiaalinen ja radikaali konstruktivismi väittävät, oikeaa ja väärää tietoa on olemassa.<br />
• Konstruktivismin opetussovellukset perustuvat konstruktivismin tietokäsitystä ja periaatteita täydentäviin<br />
psykologisiin tai filosofisiin käsitteisiin ja teorioihin. Näistä rakennusosista koostuva<br />
opetus on aikaa ja oppimisresursseja kuluttavaa ja siksi luonnontieteen rakenteiden ja sisältöjen<br />
oppimisen kannalta tehotonta.<br />
• Konstruktivistiseen ajatteluun liittyy ideologisia piirteitä, mitkä saattavat ilmetä jyrkkinä näkemyksinä<br />
mm. oppijan itsesäätelevyyden tärkeydestä ja ryhmän ja opettajan rooleista oppimisprosessissa.<br />
Keksivän oppimisen mallissa tällaisen ajattelun on katsottava johtaneen väärään käsitykseen<br />
opetuksen ohjauksesta ja sen suhteesta hyvään oppimiseen. Konstruktivismiin perustuvassa<br />
opetuksessa tärkeän opettajan suoran ohjauksen minimoinnin periaatteen on samoin katsottava<br />
olevan nykyisin kiistanalaisen ja käytäntöön sovellettuna ainakin noviiseille sopimattoman.<br />
• Tuloksellinen opetus ja oppiminen riippuvat konstruktivismiin perustuvia pedagogisia malleja<br />
käytettäessä oppijoiden kognitiivisesta kyvykkyydestä, sisäisestä motivaatiosta, kollaboratiivisista<br />
oppimistaidoista ja opettajan noudattaman opetusmenetelmän aikaan saamasta ulkoisesta motivaatiosta.<br />
Mm. sosiaaliseen konstruktivismiin perustuva opetus on siksi sekä oppijan että opettajan<br />
kannalta vaativaa ja etenkin yliopisto-opetuksessa opettajien pedagogisten taitojen puutteellisuuden<br />
vuoksi epäonnistumiselle altista.<br />
• Konstruktivistinen lähestymistapa ei tarjoa tutkimukseen perustuvaa ratkaisua konstruktivistisen<br />
opetuksen keskeiseen ongelmaan oppijan motivoimisesta. Hyvä sisäinen motivaatio on kuitenkin<br />
se lähtöolettamus, mille konstruktivismiin perustuva opetus rakentuu.<br />
• Kollaboratiivisuuden merkitys oppimisessa on sosiaaliseen konstruktivismiin perustuvissa pedagogisissa<br />
malleissa tarpeettomasti ylikorostunut. Sosiaalisten taitojen ja opittavan sisällön opiskelu<br />
kannattaa oppimisen tehokkuuden vuoksi suorittaa toisistaan erillään.<br />
• Kollaboratiiviseen oppimiseen liittyy useita joidenkin ihmisten ryhmäkäyttäytymiselle ominaisia<br />
haitallisia piirteitä. Nämä haitalliset piirteet saattavat vaikeuttaa tehokkaaseen oppimiseen pyrkivän<br />
oppijan oppimista ryhmässä.<br />
• Oppimiskontekstin ensiarvoisuuden korostaminen merkitsee ipso facto luonnontieteellisen tiedon<br />
rakenteen ja syntymisprosessin toisarvoisena pitämistä opetuksessa. Tämä näkemys on fysiikan<br />
opetuksen tavoitteille täysin vastakkainen. Sovelluksista liikkeelle lähteminen opetuksessa voi lisäksi<br />
johtaa siihen, että omaksutut tiedot jäävät irrallisiksi eivätkä kytkeydy osaksi fysiikan tietorakennetta.<br />
PER tutkimusperinteenä on saanut vaikutteita konstruktivismista, ja konstruktivismilla on edelleen<br />
tärkeä merkitys lähtöolettamuksena PERissa. PERin taustalla vaikuttava tietokäsitys on kui-<br />
55
tenkin konstruktivismin heikon suuntauksen mukainen ja siten radikaalin ja sosiaalisen konstruktivismin<br />
tietokäsityksestä poikkeava. PER korostaa erityisesti vuorovaikutuksen ja oppimiseen<br />
sitouttamisen merkitystä opetuksessa ja pitää konstruktivististen oppimismallien tavoin oppijan<br />
ennakkokäsitysten ja -tietojen huomioon ottamista opetuksessa tärkeänä. PER painottaa kuitenkin<br />
oppijan virheellisten ennakkokäsityksen oikaisemisen (aina) ja opettajajohtoisuuden (usein)<br />
tarpellisuutta opetuksessa, miltä osin sen näkemykset eroavat osaksi konstruktivistisesta opetusajattelusta.<br />
PER on näistä lähtökohdista tuottanut kokeellisesti tehokkaaksi osoitettuja opetusmenetelmiä<br />
fysiikan luokkaopetukseen ja harjoitustöiden tekoon sekä mm. käytännöllisiä ohjeita<br />
opetuksen tueksi. PERin tuottama tietous fysiikan verkko-opetuksesta ja sen lähiopetukseen tuottamien<br />
opetusmallien soveltumisesta verkko-opetukseen on kuitenkin hyvin vähäistä. Maatalousmetsätieteellisen<br />
tiedekunnan fysiikan verkkokurssien rakentamisen on siksi perustuttava muuhun<br />
verkko-opetusta koskevaan tietouteen, mikä tällä hetkellä on konstruktivistisesti värittynyttä<br />
ja usein luotettavasti kokeellisesti testaamatonta.<br />
Verkko-opetuksen käytöstä fysiikan opetuksessa ei ole olemassa riittävästi kokeellisia tutkimuksia,<br />
jotta sen tehokkuudesta lähiopetukseen verrattuna voitaisiin tehdä varmoja johtopäätöksiä.<br />
Mikroverkon ja sen työkalujen käytöllä opetuksessa on kuitenkin useita potentiaalisesti oppimisen<br />
tehokkuuteen vaikuttavia piirteitä, kuten jatkuvan näytön edellyttämä oppijan aktivointi, oppimisympäristöön<br />
liittyvän vuorovaikutteisuuden välttämättömyys, reflektiivisyys ja mahdollisuus<br />
luontevaan kollaboratiiviseen opiskeluun. Internetin näitä etuja on mahdollista hyödyntää<br />
tehokkaasti myös fysiikan yliopisto- ja muun tasoisessa verkko-opetuksessa. Mikroverkossa toimivaan<br />
verkko-oppimisympäristöön on mahdollista liittää mm. harjoitustehtävien ratkaisemiseen<br />
soveltuvia työkaluja ja opasohjelmia, joiden on kokeellisesti osoitettu tehostavan fysiikan oppimista.<br />
Opetus voidaan lisäksi toteuttaa usealla eri tavalla kurssien erilaiset tavoitteet ja alan opetuksen<br />
kokonaistavoitteeet huomioon ottaen. Yksittäisiä fysiikan kursseja voidaan järjestää pelkkään<br />
verkko-opetukseen perustuvina, mutta laajempien opetuskokonaisuuksien on perustuttava<br />
monimuoto-opetukselle fysiikan kokeellisuuden edellyttämien harjoitustöiden teon ja käytännön<br />
laitetuntemuksen tarpeellisuuden vuoksi. Erilaisten simulaatioiden, videoleikkeiden tai nettikameran<br />
välityksellä esitettyjen harjoitustöiden avulla verkkokurssien opetukseen voidaan liittää<br />
mukaan myös kokeellisuutta.<br />
56
Mikroverkon ja sen työkalujen käytön opetuksessa ei kuitenkaan yksinään voida odottaa parantavan<br />
oppimisen laatua. Mm. vuorovaikutteisuuden toteutuminen edellyttää verkko-opetuksessakin<br />
oppijoiden aktiivista osallistumista oppimistapahtumaan, mikä edellyttää heiltä hyvää opiskelumotivaatiota<br />
ja kurssilta sopivan pedagogisen mallin käyttöä opetuksessa. Hyvä opiskelumotivaatio<br />
on tehokkaan verkko-oppimisen tärkein edellytys, joten siihen vaikuttamiseen on kiinnitettävä<br />
erityistä huomiota verkko-oppimisympäristöä rakennettaessa. Motivaatiota lisääviksi tarkoitettujen<br />
oppimisympäristön piirteiden vaikutukset oppimiseen voivat nykyisinkin olla ennalta<br />
arvaamattomat, mutta oppimisympäristö voidaan rakentaa siten, ettei se vaikuta oppimismotivaatiota<br />
vähentävästi. Mm. opettajien ja oppijoiden roolit ja vastuut kurssilla on mahdollista harkita<br />
tarkoin etukäteen ennen kurssin alkua, jotta molempien osapuolien työmäärät pysyisivät kurssilla<br />
kohtuullisina. Fysiikassa myös verkkokurssin kiinteä rakenne ja aikataulutus näyttäisivät olevan<br />
välttämättömiä hyvän lopputuloksen saavuttamiseksi.<br />
Luonnontieteen opetuksessa on edelleen perusteltua käyttää alanmukaisia opetusmenetelmiä oppiaineiden<br />
sisältä määräytyvien oppimistavoitteiden saavuttamiseksi. Fysiikan käsitteistöä tai<br />
metodeja erityisesti ei voida oppia epätäsmällisesti, vaan opittavan sisältö on fysiikassa omaksuttava<br />
sellaisenaan fysiikan osaamiseksi ja ymmärtämiseksi. Fysiikan verkko- ja muussa opetuksessa<br />
kannattaa siksi suosia opetusmenetelmiä, mitkä palvelevat nimenomaisesti kyseisen päämäärän<br />
saavuttamista. Laajoja opetuskokonaisuuksia suunniteltaessa on järkevää harkita myös<br />
sitä, mikä on kvalitatatiivisen ja kvantitatiivisen tason tiedon suhde eri opetusvaiheissa tiedon rakentumiseksi<br />
ajan kuluessa hierarkiseksi kokonaisuudeksi. Verkko-opetuksessa nämä fysiikan<br />
piirteet merkitsevät tasapainoilua sen välillä, missä määrin opiskelu on ennalta ohjelmoitua ja<br />
esim. tiettyjen (suljettujen) harjoitustehtävien tekemiseen perustuvaa, ja missä määrin opiskelu<br />
perustuu esim. vapaaseen tiedon hakuun mikroverkosta. Tämä saattaa käytännössä merkitä verkkoympäristön<br />
joidenkin muussa opiskelussa arvokkaiksi koettujen resurssien toisarvoisuutta fysiikan<br />
opiskelussa.<br />
57
6. KEHITTÄMISHANKKEEN TOTEUTUS<br />
6.1. Hankkeen yleiskuvaus<br />
Kehittämishankkeen ensimmäisenä vaiheena oli maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan fysiikan<br />
perusopetuksen tavoitteiden ja taustojen selvittäminen verkko-opetuksen suunnittelun pohjaksi.<br />
Selvitystyö perustui pääasiassa fysiikan opetuksesta tiedekunnassa vastaavan yliopistonlehtorin<br />
Mikko Hautalan kanssa vuosina 1994-2008 käytyihin keskusteluihin, fysiikan opetuksen<br />
kehittämistä pohtineiden työryhmien 14.10.1985, 31.3.1989, 6.4.1993 ja 5.2.1995 maatalousmetsätieteelliselle<br />
tiedekunnalle jättämiin esityksiin ja omiin kokemuksiini kyseisten työryhmien<br />
jäsenä. Sen lisäksi selvityksessä hyödynnettiin vuosina 1979-2002 kertyneitä muita havaintojani<br />
mm. fysiikan perusopetuksen, elintarvikefysiikan, laitos- ja koneopin, prosessitekniikan ja mittaus-<br />
ja automaatiotekniikan opettajana maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa.<br />
Ennen verkko-oppimisympäristöjen rakentamista kartoitettiin lisäksi verkkokyselyn avulla tiedekunnan<br />
fysiikka I -kurssin osallistujien fysiikan ja matematiikan perusopintojen laajuutta, fysiikan<br />
verkko- ja muuta opiskelua koskevia ennakkoasenteita, opiskelutapoja ja oppijoiden perinteisestä<br />
fysiikan opetuksesta fysiikka I –kurssilla saamia kokemuksia. Kysely tehtiin Helsingin<br />
yliopiston E-lomakejärjestelmään laaditulla kyselylomakkeella, mihin vastaukset annettiin<br />
kokonaislukuina asteikolla 1-5 (liite B). Asteikon ääripäät tai kaikki asteikon arvot ankkuroitiin<br />
mielipidettä kysyttäessä sanallisin kuvauksin kysytyn mielipiteen voimakkuudesta tai sen yhdenmukaisuudesta<br />
esitetyn väitteen kanssa. Kyselyn tulosten ja kurssin loppuarvosanan perusteella<br />
laskettiin Partial Least Squares -malli (jatkossa PLS-malli) aineistoon sisältyvien selittäviksi ja<br />
selitettäviksi muuttujiksi tulkittavien oppimiseen liittyvien tekijöiden välille. Mallin toivottiin<br />
antavan osviittaa tiedekunnan opiskelijoiden fysiikan oppimiseen vaikuttavista ja opetuksessa<br />
tärkeäksi koetuista piirteistä fysiikan verkko-oppimisympäristöjen rakentamisen pohjaksi. Kysely<br />
toistettiin jokaisen kehittämishankkeeseen liittyvän verkkokurssin päätyttyä, ja saatuja tuloksia<br />
käytettiin opetuksen jatkosuunnittelussa hyväksi. Kysymyslomaketta muutettiin hieman eri<br />
kysymysten hyödyllisyydestä eri kyselyissä saatujen kokemusten perusteella hankkeen kuluessa.<br />
58
Ensimmäisen verkko-oppimisympäristön rakentamisessa lähdettiin liikkeelle siitä periaatteesta,<br />
että opiskelun verkkoympäristössä tuli tuottaa oppijalle sama fysiikan tietämys kuin perinteisiin<br />
fysiikan luentoihin ja harjoituksiin perustuva opetus maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa<br />
tuottaa. Verkko-opiskelusta pyrittiin siksi ensin rakentamaan vaihtoehtoinen tapa tiedekunnan<br />
fysiikka I- ja fysiikka II -kurssien suorittamiseksi siten, että oppijat voivat joko perinteisen tai<br />
verkkoavusteiseen opetukseen perustuvan opiskelun jälkeen osallistua samaan kurssin kirjalliseen<br />
loppukuulusteluun. Tästä tavoitteesta luovuttiin myöhemmin osaksi, ja kurssin kirjallisen<br />
suorittamistavan rinnalle otettiin käyttöön sähköisesti vastattaviin kysymyksiin ja käsitekartan<br />
laatimiseen ryhmätyönä perustuva kurssin suoritustapa. Samalla myös laskuharjoitustehtävien<br />
laskemisen vaatimuksesta luovuttiin niiden oppijoiden osalta, jotka valitsivat verkko-opiskeluun<br />
perustuvan kurssin suorittamistavan omakseen.<br />
Kurssien kehittäminen tapahtui opetuskokeiluin kolmena peräkkäisenä lukukautena rakentamalla<br />
ensimmäisenä syksynä fysiikka II -kurssin verkko-oppimisympäristö WebCT 4.1.- ja toisena<br />
syksynä fysiikka I -kurssin verkko-oppimisympäristö WebCT 6.1. Blackboard -verkko-oppimisalustaan.<br />
Jälkimmäisen kurssin oppimisympäristöä muutettiin ensimmäisestä opetuskokeilusta<br />
saatujen kokemusten ja kurssien järjestämisen välillä Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen<br />
koulufysiikan perusteet -verkkokurssista saatujen kokemusten perusteella. Tehtäväni koulufysiikan<br />
perusteet -kurssilla oli oppijoiden perehdyttäminen apuopettajana CmapTools-käsitekarttaohjelman<br />
käyttöön ja siihen liittyvä yliopiston Intranetin käyttöä koskeva tietotekninen neuvonta.<br />
Muu roolini kehityshankkeessa oli fysiikka I- ja fysiikka II -verkkokurssien ainoan kehittäjän,<br />
verkko-opettajan ja tulosten arvioijan rooli. Kyseisten verkkokurssien toteuttamista koskevista<br />
suurista päätöksistä vastasi yliopistonlehtori Mikko Hautala, jonka vastuualueeseen fysiikan perusopetus<br />
maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa kuuluu.<br />
Kehityshankeen tulosten analyysiin sisältyi useita vertailuja eri oppilasryhmien opiskelijakyselyihin<br />
antamista vastauksista. Vastausten tilastolliseen testaukseen käytettiin ei-parametrista yksisuuntaista<br />
Mann-Whitneyn testiä sen t-testiin verrattavan tehokkuuden ja otosjakaumien muodoissa<br />
ja variaatioissa esiintyvistä eroista riippumattomuuden vuoksi.<br />
59
6.2. Taustaselvityksen tulokset<br />
6.2.1. Fysiikan perusopetukselle tiedekunnassa asetetut tavoitteet<br />
Fysiikan perusopetus koostui maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa vuosina 1979-86 kahdesta<br />
tuntiopetuksena järjestetystä, kolmen opintoviikon laajuisesta luentokurssista, joihin liittyi<br />
viikoittaisia laskuharjoituksia. Kursseista ensimmäinen (fysiikka 1) sisälsi fysiikan perusteet<br />
lukion laajan oppimäärän tasolla, ja jälkimmäinen kurssi (fysiikka 2) laajensi fysiikka 1 -kurssin<br />
sisältöä keskittyen erityisesti mekaniikkaan, lämpöoppiin, sähkömagnetismiin, elektroniikkaan,<br />
valo-oppiin sekä atomi- ja säteilyfysiikkaan. Kurssikirjana molemmilla kursseilla käytettiin Peter<br />
Holmbergin kirjaa ”Fysiikkaa biotieteitä varten”, ja kurssisuoritukset arvioitiin fysiikan lukio- ja<br />
yliopisto-opetuksessa käytettävien kriteerien mukaisesti. Vuoteen 1984 mennessä tiedekuntaan<br />
oli muodostunut huomattavan suuri fysiikka 1 -kurssia suorittamattomien opiskelijoiden joukko,<br />
joka toistuvasti yritti läpäistä kurssin loppukokeen siinä onnistumatta. Tilanteesta seuranneen<br />
keskustelun tuloksena tiedekuntaneuvosto asetti 1984 työryhmän määrittelemään tiedekunnassa<br />
annettavan fysiikan perusopetuksen tavoitteet ja sisällön. Itselläni oli mahdollisuus toimia asetetun<br />
työryhmän sihteerinä ja toisena elintarvikekemian ja –teknologian laitoksen edustajana siinä.<br />
Työryhmä selvitti fysiikan lukio-opetuksen sen hetkisen sisällön ja järjestelyt, ja pohti tilannetta<br />
sen pohjalta, pitäisikö tiedekunnassa opettaa fysiikkaa yleissivistävänä aineena lukion tavoin,<br />
kuten siihen asti oli tehty, vai soveltavana fysiikkana tiedekunnan tarpeet huomioon ottaen.<br />
Selvityksen tuloksena ilmeni, että vain 30 % kaikista ylioppilaista suoritti lukion laajan fysiikan<br />
oppimäärän, ja että vain harva heistä pyrki opiskelijaksi maatalous-metsätieteelliseen tiedekuntaan.<br />
Sen lisäksi ilmeni, että 50 % uusista ylioppilaista ei ollut opiskellut fysiikkaa lukiossa lainkaan.<br />
Työryhmä piti sen vuoksi välttämättömänä, että fysiikan perusopetusta tiedekunnassa jatketaan<br />
fysiikka 1 -kurssin osalta entisessä laajuudessaan, ja että sitä kehitetään tiedekunnan oppiaineiden<br />
tarpeiden mukaisesti soveltavan fysiikan suuntaan. Työryhmän suosituksen perusteella<br />
fysiikka 1-kurssi järjestettiin siksi vuodesta 1986 alkaen edelleen kolmen opintoviikon laajuisena<br />
kurssina, ja fysiikka 2 -kurssi jaettiin viiteen soveltavan fysiikan kurssiin, joista oppiaineittain<br />
voitiin valita kolmen opintoviikon laajuinen kokonaisuus. Tätä opetusjärjestelyä noudatettiin<br />
vuoden 1993 loppuun asti, jolloin opetusta muutettiin tiedekunnan fysiikan opetuksen sisällöllis-<br />
60
tä kehittämistä varten asettaman uuden työryhmän esityksen mukaisesti. Työryhmä, minkä puheenjohtajana<br />
toimin, esitti, että fysiikka 1 –kurssin järjestämisestä lukion laajan fysiikan korvaavana<br />
kurssina luovutaan, ja että sen sisällössä painotetaan tiedekunnan muissa fysiikan kursseissa<br />
tarvittavaa erikoistietoutta lukiofysiikan laaja-alaisen opetuksen sijasta. Esitykseen sisältyivät<br />
myös ehdotukset fysiikka 2 -kurssin osakurssien muuttamisesta itsenäisiksi kursseiksi,<br />
kaikkien fysiikan kurssien järjestämisestä joka vuosi ja fysiikan opetuksen laajentamisesta yp.<br />
lehtorin opetusvelvollisuutta vastaavaksi. Työryhmä painotti tämän lisäksi esityksessään erityisesti<br />
harjoitustöiden ja laskuharjoitusten tärkeyttä opetuksessa. Fysiikan opetuksen vastuulaitokseksi<br />
työryhmä esitti maa- ja kotitalousteknologian laitosta, mihin perustettaisiin tarvittava fysiikan<br />
yp. lehtorin virka tiedekunnan fysiikkaa soveltavien oppiaineiden rahoittamana. Nämä muutokset<br />
toteutettiin vuoden pituisen siirtymäkauden jälkeen vuoden 1995 alkuun mennessä.<br />
Fysiikan perusopetus tiedekunnassa koostui kevätlukukauden 1994 jälkeen sovelletun fysiikan<br />
perusteiden kurssista (2 ov), mittausten perusteiden kurssista (1 ov), mekaniikan ja lujuusopin<br />
kurssista (2 ov), teknisen lämpö- ja virtausopin kurssista (2 ov), fysikaalisen instrumentoinnin<br />
kurssista (2 ov) ja biofysiikan kurssista (1 ov). Kaikkiin fysiikan kursseihin sisältyi tässä vaiheessa<br />
laskuharjoituksia ja harjoitustöitä. Kurssit säilyivät joitakin sisällöllisiä järjestelyjä lukuun<br />
ottamatta muuttumattomina lukuvuoden 2002 alkuun asti. Kyseisenä vuonna niiden joukkoon liitettiin<br />
vielä maa- ja kotitalousteknologian laitoksen opetukseen aikaisemmin kuuluneet sähkötekniikan<br />
ja elektroniikan perusteet-, mittaustekniikka- sekä säätö- ja automaatiotekniikka –kurssit.<br />
6.2.2. Fysiikan perusopetuksen tämänhetkinen sisältö<br />
Helsingin yliopiston virkarakenteessa ja sen laitosten rahoituksessa tapahtui 2000-luvun alussa<br />
muutoksia, jotka vaikuttivat voimakkaasti fysiikan perusopetukseen maatalous-metsätieteellisessä<br />
tiedekunnassa. Opetusviroiksi siihen asti määritellyt lehtorien virat muutettiin yliopistonlehtorien<br />
viroiksi, joihin sisältyi tutkimusvelvollisuus, ja opetuksen tuottaminen muille kuin pääaineopiskelijoille<br />
tuli yliopiston laitoksille kannattamattomaksi. Helsingin yliopistossa toteutettiin lisäksi<br />
laaja laitosten tutkimus- ja opetustoiminnan tieteellinen arviointi, jossa fysiikan opetuksen<br />
61
vastuulaitoksena toiminut maa- ja kotitalousteknologian laitos sijoittui viimeiselle sijalle. Näiden<br />
tekijöiden seurauksena osa fysiikan yliopistonlehtorin työpanoksesta ohjattiin agroteknologian<br />
laitokseksi muuttuneen maa- ja kotitalousteknologian laitoksen tutkimustoimintaan, ja eri oppiaineiden<br />
tutkintovaatimuksiin sisältyvä osa fysiikan opetuksesta keskitettiin vuonna 2006 kahteen<br />
viiden opintopisteen (3 ov) laajuiseen kurssiin. Kurssien nimiksi tulivat fysiikka I ja fysiikka II<br />
käytännössä ennen vuotta 1986 vallinnutta tilannetta vastaten. Näiden kurssien lisäksi fysiikan<br />
opetukseen muodostettiin kolme muuta fysiikan kurssia, jotka yhdessä fysiikka I- ja fysiikka II –<br />
kurssien kanssa muodostivat biosysteemifysiikan 25 opintopisteen laajuisen opintokokonaisuuden.<br />
Fysiikka I -kurssin sisältönä on maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan vuosien 2006-2008<br />
opinto-oppaan mukaan fysikaalinen malliajattelu, SI-järjestelmä, kuljetusilmiöt (neste, kaasu,<br />
lämpö ja sähkö), kiinteän aineen mekaaniset ominaisuudet, mittaustulosten käsittely, mittausten<br />
terminologia sekä mittausvälineet ja niiden toimintaperiaatteet. Fysiikka II –kurssissa käsitellään<br />
massa- ja energiatase, lämmön ja aineen siirtyminen, putkivirtaukset sekä kaasujen, nesteiden ja<br />
lämmön siirtymiseen vaikuttavat tekijät biologisissa järjestelmissä. Molemmat kurssit, sekä fysiikka<br />
I että fysiikka II, perustuvat opetuksesta vastaavan fysiikan yliopistonlehtorin Mikko Hautalan<br />
kirjaan ”Fysiikkaa pellosta pöytään ja takaisin peltoon”.<br />
6.2.3. Opetuksen aikaisemmasta kehittämisestä saadut kokemukset<br />
Maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan fysiikan opetukselle oli 2000-luvulle asti ominaista yhtäältä<br />
pyrkimys laajentumiseen ja itseriittoisuuteen ja toisaalta usko siihen, että opetuksen syventäminen<br />
ja kohdentaminen riittävät saamaan aikaan opetuksen, osaamisen ja tutkimuksen tason<br />
nousun fysiikkaa soveltavissa oppiaineissa. Opetuksen määrällistä kehitystä ovat kuitenkin varjostaneet<br />
osaa oppijoista koskeneet fysiikan oppimisvaikeudet, joista ei päästy irti vuoden 1986<br />
uudistusten jälkeen. Näiden oppimisvaikeuksien eräs ilmeinen syy ovat olleet lukion fysiikan<br />
opintojen vähäisyys osalla oppijoista sekä siihen liittyvät oppijoiden fysiikkaa koskevat negatiiviset<br />
asenteet. Maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan opiskelijat ovat hyvin usein sekä hyvin<br />
käytännöllisesti ajattelevia että ennakko-odotustensa puolesta huonosti valmistautuneita eksaktien<br />
tieteiden opiskeluun opinnoissaan. Monet tiedekunnan opiskelijat kokevat myös metodisten<br />
perusaineiden, kuten fysiikan ja matematiikan, kurssit pääaineopintojensa kannalta toisarvoi-<br />
62
siksi, eivätkä he uhraa niiden suorittamiseen voimavarojaan. Tiedekunnan fysiikan opettajien<br />
kannalta fysiikan opetuksen muita ongelmia ovat olleet opetettavan ilmiöalueen laajuus suhteessa<br />
opetuksen tuntimäärään, opetusresurssien vähäisyys tavoitteisiin nähden ja oppijoiden hyvin<br />
erilaiset etukäteistiedot fysiikassa. Tiedekunnan fysiikka I- ja fysiikka II -kurssien tärkeimpänä<br />
tavoitteena sisällön oppimisen lisäksi on tämä huomioon ottaen tällä hetkellä oppia laskemaan<br />
fysiikan laskuja eri ilmiöihin liittyvien sovellusesimerkkien avulla (Maatalous-metsätieteellisen<br />
tiedekunnan opinto-opas 2006-2008). Opetuksen voidaan katsoa toteuttavan tältä osin konstruktivistista<br />
näkemystä opittavan sisällön autenttisuuden ja sovelluksista liikkeelle lähtemisen tärkeydestä<br />
oppimisessa.<br />
Tiedekunnan fysiikan opetuksen tavoitteita ja sisältöä vuosina 1984-85 pohtinut työryhmä ei jälkeenpäin<br />
ajatellen kiinnittänyt tarpeeksi huomiota fysiikan kurssien suorittamisvaikeuksien syihin,<br />
vaan se uskoi ongelman ratkeavan, kun tilanne tiedostetaan ja opittavan sisältöä ja oppimisen<br />
arviointimenettelyä muutetaan. Työryhmä katsoi siksi tärkeimmäksi tehtäväkseen määritellä<br />
kantansa siihen, onko fysiikan opetuksen tiedekunnassa oltava yleissivistävää, vai onko sen annettava<br />
tietoa ja taitoja, joita voidaan soveltaa käytäntöön myös ilman pääaineiden antamaa lisäopetusta.<br />
Työryhmän omaksuma kanta riittävän laajan ja syvällisen sovelletun fysiikan opetuksen<br />
luomisesta, jotta se voisi muodostaa uudenlaisen perustan tiedekunnan eräiden oppiaineiden<br />
opetukselle ja tutkimukselle, loi pohjan fysiikan opetuksen kehittämiselle tiedekunnassa myös<br />
tulevina vuosina. Työryhmä teki kuitenkin ajalle tyypillisesti virheen siinä, ettei se lainkaan pohtinut<br />
sitä, voidaanko lukiossa fysiikkaa opiskelematon oppija saada oppimaan lukion laajan fysiikan<br />
oppimäärä yhden kolmen opintoviikon laajuisen kurssin (fysiikka 1) suorituksella, ja sen jälkeen<br />
eräissä oppiaineissa saada hänet oppimaan vielä kolmen opintoviikon verran muuta fysiikkaa<br />
(fysiikka 2) ensimmäisen lukuvuoden aikana. Mikään tiedekunnan fysiikan opetusta sen jälkeen<br />
vuosina 1989, 1993 ja 1995 pohtineista muistakaan työryhmistä ei asettanut oppijan kyseisestä<br />
tehtävästä suoriutumista kyseenalaiseksi.<br />
Jälkikäteen ajatellen on ilmeistä, että mainittu oppimistehtävä oli jo fysiikka 1 -kurssinkin osalta<br />
huomattavalle osalle oppijoista hyvin vaikea. Tilannetta on ensimmäisen fysiikan kurssin osalta<br />
pyritty myöhemmin helpottamaan erilaisin käytännön ratkaisuin, mutta perusasetelmaan siitä,<br />
mistä lähtökohdista opetusta tiedekunnassa osalle oppijoista annetaan, ei ole voitu vaikuttaa. Tä-<br />
63
mä tilanne on johtanut pysyvään ristiriitaan opetuksen alkuaan kunnianhimoisten oppimistavoitteiden<br />
ja sen välillä, mikä myöhemmin on havaittu mahdolliseksi. Fysiikan opetustarjonnan määrällinen<br />
kasvu maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa ei tämän tilanteen seurauksena ole<br />
kyennyt saamaan aikaan sellaista laadullista muutosta esimerkiksi elintarviketeknologian opetuksessa<br />
ja tutkimuksessa, mitä siltä alkuaan toivottiin. Vuosina 1985-95 tiedekunnan fysiikan opetusta<br />
pohtineiden työryhmien esityksiin sisältynyt tavoite fysiikan opetuksen niveltymisestä aikaisempaa<br />
paremmin tiedekunnan muuhun opetukseen on silti edelleen ajankohtainen ja tiedekuntatasolla<br />
voimassa oleva. Tiedekunnan fysiikan opetuksen kehittämisessä päähuomio pitäisi<br />
siksi kohdistaa kurssien rakenteellisen kehittämisen sijasta kyseisen tavoitteen toteuttamiseen ja<br />
oppimistulosten parantamiseen opetusmenetelmiä kehittämällä. Tässä kehitystyössä on otettava<br />
huomioon opiskelijoiden fysiikan ennakkotietojen heterogeenisyys ja lukiossa vain vähän fysiikkaa<br />
opiskelleiden oppijoiden huonot lähtökohdat opiskella tehokkaasti yliopistofysiikkaa. PERin<br />
eräs tärkeä tutkimuskohde on tehokkaan fysiikan oppimisen aikaan saaminen vähäisten opetusresurssien<br />
ja suurten oppilasmäärien tilanteissa, minkälainen tilanne maatalous-metsätieteellisessä<br />
tiedekunnassakin vallitsee. PER tarjonnee siksi jatkossa keinoja tiedekunnan fysiikan opetuksen<br />
kehittämiseksi laajemminkin kuin vain verkko-opetuksen osalta.<br />
6.3. Ensimmäisen opiskelijakyselyn tulokset (fysiikka I)<br />
Verkkokyselyyn vastanneiden ja kurssin loppuun suorittaneiden 63 oppijan vastauksiin yhdistettiin<br />
oppijoiden kurssista saamat arvosanat, ja saatua dataa keskitettynä ja skaalattuna käytettiin<br />
lineaarisen PLS-mallin laskemiseen. Laskentaan kyselydatasta mukaan valittujen selittävien<br />
muuttujien määrä oli 26, ja mallin selitettävät muuttujat olivat kurssin loppuarvosana (muuttuja<br />
A13) ja fysiikan ymmärryksen kehittyminen kurssilla (kysymys ja muuttuja C23). PLS-analyysin<br />
etuina mm. usean muuttujan lineaariseen regressioanalyysiin verrattuna on menetelmän kyky<br />
käsitellä multikollineearista ja häiriöllistä dataa sekä mahdollisuus sisällyttää malliin useampia<br />
kuin yksi selitettävä muuttuja (Eriksson ym. 1999, s. 69). Kyselydatan pääosin subjektiivisen<br />
luonteen ja datan esitarkastelussa havaitun runsaan multikollineaarisuuden vuoksi menetelmän<br />
katsottiin olevan tähän tutkimukseen hyvin sopivan. PLS-malli laskettiin Simca-p 7.01-tietokoneohjelmalla<br />
(UMETRICS AB, Umeå, Ruotsi).<br />
64
wc2<br />
0,40<br />
0,30<br />
0,20<br />
0,10<br />
0,00<br />
-0,10<br />
-0,20<br />
-0,30<br />
A4<br />
A6<br />
C12<br />
A19<br />
A2<br />
A5<br />
C26<br />
B14<br />
B15<br />
B11<br />
-0,20 -0,10 0,00 0,10 0,20 0,30<br />
wc1<br />
B13<br />
B16<br />
C10<br />
Kuva 5. PLS-mallin pääkomponenttien wc1 ja wc2 latauskuvaaja. Selitettävät muuttujat kurssin<br />
loppuarvosana (A13) ja fysiikan ymmärryksen kehittyminen kurssilla (C23). Selittävän muuttujan<br />
vaikutuksen voimakkuus selitettävään muuttujaan ilmenee selitettävän muuttujan pisteen ja<br />
origon kautta kulkevalle suoralle kohtisuoraan projisoidun selittävän muuttujan pisteen etäisyytenä<br />
origosta (Eriksson ym. 1999, s. 90-91). Jos selittävä ja selitettävä muuttuja sijaitsevat kuvaajan<br />
samassa neljänneksessä, muuttujien välinen korrelaatio on positiivinen; jos muuttujat sijaitsevat<br />
vastakkaisissa neljänneksissä, niiden korrelaatio on negatiivinen. Lähellä toisiaan sijaitsevat<br />
muuttujien pisteet merkitsevät korkeaa korrelaatiota muuttujien välillä. Merkintöjen selitykset:<br />
ks. liite B.<br />
Laskettuun malliin sisällytettiin kaksi pääkomponenttia, jolloin sen selitysasteeksi r 2 tuli 0,504 ja<br />
ennustuskertoimeksi Q 2 tuli 0,307. Mallin toisen pääkomponentin lataukset wc2 on esitetty kuvassa<br />
5 ensimmäisen pääkomponentin latausten wc1 funktiona. Kuvan 5 perusteella kurssin loppuarvosanaa<br />
ennakoivat parhaiten kurssilla laskettujen kotitehtävien määrä (muuttuja A15), vastuun<br />
ottaminen omasta oppimisesta ja panostaminen kurssin suorittamiseen (C25) sekä sen ymmärtäminen,<br />
mikä oli kurssilla keskeistä ja mihin kurssilla opittua tarvitaan (C24). Myös kurssin<br />
opetuksen ja työtapojen kyky tukea oppimista (C20), laskutehtävien opettavaisuus (B12) ja opetuksen<br />
vuorovaikutteisuuden määrä (C21) vaikuttivat kurssin loppuarvosanaan muita tekijöitä<br />
A3<br />
C14A16B17<br />
C13<br />
A14<br />
A13<br />
B10<br />
A15<br />
C25<br />
C24<br />
B12 C20<br />
C21C23<br />
65
enemmän (kuva 5). Kyseiset kuusi tekijää eri tärkeysjärjestyksessä sekä lisäksi luennoilla käynnin<br />
hyödyllisyys (B10) vaikuttivat eniten myös oppijoiden käsitykseen heidän fysiikan ymmärryksensä<br />
kehittymisestä (C23) kurssin aikana. Mallin selitettävät muuttujat korreloivat kuitenkin<br />
vain heikosti keskenään (kuva 5), mikä viittaa siihen, että kurssin loppukuulustelu ei oppijoiden<br />
mielestä mitannut heidän fysiikan ymmärryksensä kehittymistä kurssilla. Opiskelijakyselyn analyysissa<br />
saatu tulos muistuttaa tältä osin oppijoiden ja oppimisympäristöjen kehittäjien toisistaan<br />
eriävistä mielipiteistä aikaisemminkin saatuja tutkimustuloksia (s. 34).<br />
Kyseiselle tulokselle samansuuntainen tulos saatiin myös verrattaessa kurssin loppuarvosanoja ja<br />
kysymyksiin C11, C15, C22, ja C23 annettuja vastauksia pareittaisten Pearsonin korrelaatiokertoimien<br />
perusteella keskenään (C11: oppimieni asioiden määrä, C15: fysiikkaan kohdistuvan<br />
kiinnostukseni muuttuminen kurssilla, C22: fysiikan laskutaitoni kehittyminen). Kurssin loppuarvosanan<br />
korrelaatio muita kurssin oppimistuloksia mittaavien kysymysten C11-C23 vastausten<br />
kanssa oli nimittäin selvästi matalampi (0,072-0,358) kuin mitä kysymysten C11-23 vastauksista<br />
lasketut pareittaiset korrelaatiot olivat (0,544-0,662). Kysymysten C11-C23 voitiin siksi päätellä<br />
mitanneen keskenään likimain samaa asiaa, mitä kurssin loppuarvosana mittasi huonosti.<br />
t2<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
24<br />
8<br />
2<br />
35 53 23<br />
18<br />
59 50 56 60<br />
63<br />
33<br />
16<br />
7<br />
39 37<br />
44<br />
26 38<br />
14<br />
21 3 45 15<br />
47 9<br />
46 61 10<br />
13<br />
19<br />
40<br />
12 42 58 48<br />
3454<br />
6 29<br />
52<br />
41<br />
28<br />
25<br />
32 17 20<br />
3149<br />
22<br />
4<br />
5<br />
27<br />
435557<br />
11<br />
36<br />
1<br />
62 51<br />
30<br />
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5<br />
Kuva 6. PLS-mallin pistemääräkuvaaja. Soikio kuvassa on Hotelling T2 -raja 5 %:n merkitsevyystasolla.<br />
Raja osoittaa vastaajien 8, 24, 30 ja 36 olleen vastaajajoukossa heikkoja outliereita.<br />
t1<br />
66
PLS-regressiomenetelmän käyttö kyselydataan perustuvan mallin laadinnassa osoittautui kokonaisuutena<br />
toimivaksi ratkaisuksi oppimisen osatekijöiden merkityksen arvioinnissa. Mallin<br />
sopivuus sen laskentaan käytettyyn dataan oli datan pääasiassa subjektiivinen luonne huomioon<br />
ottaen tyydyttävä, eikä dataan jäänyt odotettavaa viittä prosenttia enempää outliereita, jotka olisivat<br />
vääristäneet laskettua mallia (kuva 6). Mallin matemaattinen ennustuskyky oli oppijoiden<br />
korkea vastausprosenttikin (60 %) huomioon ottaen silti vain välttävää luokkaa. Lasketun mallin<br />
perusteella tehtyjä päätelmiä voitiin siksi niiden uskottavuudesta huolimatta pitää vain suuntaa<br />
antavina. Sen vuoksi niille ei annettu fysiikan verkko-oppimisympäristöjä suunniteltaessa suurta<br />
painoa.<br />
6.4. Fysiikka II –kurssin toteutus<br />
Koska kokeellisuuteen perustuvaa tietoa fysiikan verkko-opetuksessa toimivista pedagogisista<br />
ratkaisuista oli niukasti käytettävissä, fysiikka II- ja fysiikka I -kurssit jouduttiin rakentamaan<br />
paljolti WebCT-oppimisalustan työkalujen hyväksi käytön ja muussa verkko-opetuksessa tehokkaina<br />
pidettyjen opetuksen osatekijöiden perustalle. Erityisen tärkeänä lähtökohtana tässä työssä<br />
olivat Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen järjestämillä verkkokursseilla opettajankoulutuksessa<br />
WebCT-ympäristössä noudatetut menettelytavat. WebCT-oppimisalusta on suunniteltu tukemaan<br />
erityisesti kollaboratiivista oppimista, tiedon rakentamista ja informaation ja ajatusten<br />
monipuolista esittämistä oppijoille ja oppijoiden välillä (Carey, 1999; Morss, 1999). Tämän ominaislaatunsa<br />
vuoksi sen voidaan katsoa toteuttavan konstruktivistista näkemystä verkko-oppimisesta,<br />
edellyttäen, että sen työkaluja käytetään hyväksi oppijakeskeisellä ja muuten konstruktivistista<br />
oppimisnäkemystä myötäilevällä tavalla. Fysiikka II –kurssin verkko-oppimisympäristöä rakennettaessa<br />
ei tarkoituksellisesti pyritty konstruktivistiseen oppimisympäristöön, mutta Web-<br />
CT-oppimisalustan luonteen ja fysiikan laitoksen verkko-opetuksessa käytettyjen menettelytapojen<br />
vuoksi laaditussa oppimisympäristössä oli useita konstruktivistisiksikin tulkittavia piirteitä.<br />
Ensisijaisena tavoitteena fysiikka II –kurssin verkko-oppimisympäristöä rakennettaessa pidettiin<br />
silti hankkeen kirjallisuustutkimuksen perusteella sitä, että ainakin toinen oppija-oppija- tai<br />
oppija-sisältö-vuorovaikutuksista olisi korkeatasoisesti toteutettu (s. 21). Näiden vuorovaikutus-<br />
67
ten ja kursseilla tarvittavien fysiikan ennakkotietojen huomioon ottaminen PERin perustuvan lähiopetuksen<br />
tavoin (s. 56) valittiin siksi hankkeen opetuskokeilujen opetukselliseksi lähtökohdaksi.<br />
Oppimisympäristöjen rakentamisessa otettiin tämän lähtökohdan lisäksi tärkeänä tekijänä<br />
huomioon fysiikan perusopetuksen yleinen sovelluslähtöisyys maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa<br />
(s. 60, 63).<br />
6.4.1. Oppimisympäristön rakenne<br />
Fysiikka I-kurssin ensimmäisestä opiskelijakyselystä kurssin loppuarvosanojen osalta saatu tulos<br />
viittasi luento-opetuksen toisarvoisuuteen kurssilla menestymisen osatekijänä (kuva 5). WebCToppimisalustaan<br />
rakennettiin osaksi sen vuoksi ja osaksi koulufysiikan perusteet-kurssia mukaillen<br />
(Jauhiainen ym. 2002) keskustelualue, missä mikroverkon käyttöön perustuvan oppimistavan<br />
valinneet oppijat saattoivat keskustella keskenään kurssin viikoittaisista aiheista ja laskutehtävistä<br />
noin viikon ajan ennen alueen sulkeutumista ja laskutehtävien palauttamista kirjallisina opettajalle<br />
tarkastettavaksi. Oppijoiden ennakkotietojen riittävyys kunkin viikon keskusteluissa pyrittiin<br />
varmistamaan perustamalla opiskelu suomenkieliseen kurssikirjaan, minkä tärkeisiin kohtiin<br />
viitattiin oppimisalustaan liitetyillä lyhyehköillä teemasivuilla. Hypertekstimuotoon laadittuja<br />
teemasivuja oli yksi tai kaksi kutakin viikkoa kohti, ja niiden laajuus oli kahdesta neljään A4arkkia<br />
1,5-rivivälillä kirjoitettuna. Teemasivuilla selitettiin tietoiskunomaisesti (Greene 2001, s.<br />
20) kirjassa perusteellisemmin käsiteltäviä kurssin tärkeimpiä asioita, minkä lisäksi asioista oli<br />
mahdollista hankkia lisätietoa sivuilla olevia hyperlinkkejä klikkaamalla. Oppimisen tehostamiseksi<br />
teemasivuihin linkitettiin myös joitakin monivalintaperiaatteella toteutettuja itsearviointitehtäviä<br />
ja -kysymyksiä viikon aiheesta. Oppijoille WebCT:ssä annetut ohjeet verkkoavusteisesta<br />
opiskelusta olivat seuraavat:<br />
”Tervetuloa fysiikka II -kurssin verkko-osuuteen<br />
Tutustu kurssialueeseen ja lue nämä ohjeet hyvin ennen kuin aloitat.<br />
Verkko-opiskelu korvaa tässä opiskeluvaihtoehdossa luennoilla käynnin. Kurssi suoritetaan<br />
laskuharjoitusten ja loppukuulustelun osalta perinteisellä tavalla.<br />
Tämän vaihtoehdon valinneena joudut osallistumaan aktiivisesti kurssin sisältöjä koskeviin<br />
verkkokeskusteluihin. Keskustelujen tarkoituksena on, että jaat oppimasi tiedon muiden kans-<br />
68
saopiskelijoidesi kanssa, ja hyödyt itse muiden oivalluksista opittavista asioista. Opettajan tehtävänä<br />
keskusteluissa on viikoittaisten teemojen määrittely ja keskustelujen ohjaaminen niin,<br />
että ne kohdistuvat kullakin viikolla luennoissa ja/tai laskuharjoituksissa käsiteltäviin asioihin.<br />
Voit myös kysyä opettajaltasi epäselväksi jääneistä asioista.<br />
Opiskelusi tapahtuu tässä opiskeluvaihtoehdossa verkko-opetusalustan avulla. Kurssialue<br />
koostuu kurssin Kotisivusta ja sen kautta aukeavista muista kurssisivuista. Opiskelumateriaali<br />
on koottu Sisältösivut-kuvakkeen alta aukeavalle kurssisivulle viikoittaisiksi teemoiksi. Kuhunkin<br />
oppimisteemaan liittyy verkkosivuja, joissa on ohjeita laskutehtäviin ja linkkejä verkkoaineistoihin.<br />
Tarkoituksena on, että käyt oppikirjaa verkkosivujen avulla läpi ja vastaat sen jälkeen<br />
teemaan liittyviin kertauskysymyksiin. Verkkoaineistoissa oleviin jatkolinkkeihin voit tutustua<br />
harkintasi mukaan. Kunkin teeman käsittelyn päättää verkkokeskustelu.<br />
Verkkokeskustelut käydään Keskustelualue-kuvakkeesta avautuvissa foorumeissa Teema 1-<br />
Teema 4 . Jokaisen teeman käsittelyyn on varattu aikaa noin yksi viikko, joiden kuluessa sinun<br />
on perehdyttävä teemaan liittyvään aineistoon ja osallistuttava verkkokeskusteluun. Sen jälkeen<br />
foorumi lukitaan. Opettaja ilmoittaa teeman aloitusviestissään mahdolliset verkkokeskusteluun<br />
liittyvät henkilökohtaiset vastuusi (esim. keskustelun avaus jostakin laskutehtävästä). Teemakeskustelujen<br />
aikataulut näkyvät Kurssikalenterista.<br />
Jossain vaiheessa kurssia joudut antamaan verkkolomakkeella palautetta oppimisestasi ja<br />
tästä opiskelutavasta. Palautteen antaminen kuuluu kurssiin. Kehotuksen verkkolomakkeen<br />
täyttämiseksi ja sen palauttamiseksi saat sähköpostitse, kun aika on kypsä.”<br />
Kurssin kotisivun rakenne muille kurssisivuille johtavine kuvakkeineen on esitetty kuvassa 7.<br />
Aloita<br />
tästä<br />
Kurssikalenteri <br />
Oppimateriaalit<br />
Kotitehtävät<br />
Keskustelualue<br />
Kuva 7. Fysiikka II –kurssin kotisivun rakenne<br />
Keskustelualueen.käyttö<br />
Opiskelun toissijaiseksi tueksi kurssialueelle laadittiin kurssikirjan ja tekstisivujen käsitteet kattava<br />
sanasto selityksineen sekä ohjeet elektronisten tiedelehtien lukemiseen ja julkaisutiedon hakuun<br />
Internetistä (kuva 8). Työkaluja, joita ohjeet koskevat, ei käytetty kurssilla, mutta oppijoita<br />
rohkaistiin tutustumaan niihin omatoimisesti myöhemmän tarpeen varalta. Oppijoita neuvottiin<br />
kirjallisesti käyttämään sanastoa oppimisensa tukena:<br />
”Voit käyttää sanastoa kaikilta teemasivuilta klikkaamalla linkkiä "sanasto" sivun yläreunassa.<br />
Sanastoon pääset aina myös kuvaruudun vasemmassa yläreunassa olevasta kurssivalikosta. Tutustu<br />
sanastoon ja käytä sitä aina, kun kohtaat uuden tuntemattoman käsitteen tai käsitteen,<br />
69
jonka sisältöä et muista. Voit käyttää sanastoa myös asiayhteyksien opiskeluun etsimällä sanaston<br />
etsi-toiminnolla kaikki ne hakusanat, joiden selityksessä jokin kirjan käsite esiintyy. Jos jokin<br />
käsite mielestäsi puuttuu sanastosta, voit pyytää opettajaa lisäämään sen sinne. Käsitteistä<br />
voit löytää lisätietoa myös esim. verkkotietosanakirja Wikipediasta Internetistä.”<br />
Sisältösivut<br />
Keskusteluaiheet<br />
Sanasto<br />
Kuva 8. Oppimateriaalit-sivun kuvakkeet ja niistä aukeavat kurssisivut<br />
Tiedon haku<br />
verkosta<br />
Teemasivut eivät olleet oppikirjan vastaavien sivujen mukaiset, vaan ne pyrittiin oppijoiden mielenkiinnon<br />
säilyttämisen vuoksi laatimaan esitystavaltaan ja hieman painotuksiltaankin kirjan sivuista<br />
poikkeaviksi. Jokaiseen teemasivuilla käsiteltävään aiheeseen pyrittiin lisäksi linkittämään<br />
kuvallista tietoa aiheesta ja animaatioita tai simulaatioita asian selventämiseksi. Kuvat, animaatiot<br />
ja simulaatiot etsittiin yleensä Internetistä, mutta kuvia tuotettiin myös itse. Yhdessä teemassa<br />
käytettiin hyväksi Excel-taulukkolaskentaohjelmalla kurssin tarpeisiin aikaisemmin laadittua<br />
simulaatiota. Teemasivuilla pyrittiin opetuksen kohderyhmän merkitysorientoituneisuus huomioon<br />
ottaen tuomaan esiin asioiden käytännön sovelluksia ja niiden yhteyksiä tiedekunnan oppiaineisiin<br />
ja arkielämään.<br />
Kurssille ilmoittautui 67 opiskelijaa, joista 37:llä oli mahdollisuus suorittaa kurssi kolmen opintopisteen<br />
laajuisena viiden opintopisteen sijasta. Verkkoavusteisen opiskelun opiskelutavakseen<br />
valinneista vain yksi suoritti laajemman viiden opintopisteen laajuisen kurssin, joten opetuskokeilu<br />
rajattiin vain suppeaa kurssia koskevaksi. Verkkokeskustelut vietiin läpi opettajan keskustelufoorumeissa<br />
viikon alussa antamien ohjeiden mukaan seuraavasti:<br />
Teema 1:<br />
”Aloitetaan tunnustellen. TEHTÄVÄNÄ on keskustella yleisesti kotitehtävien aihepiiristä ja löytää<br />
niihin oikeat ratkaisutavat ryhmänä työskennellen. Kotitehtävinä ovat tehtävät 99, 117, 118,<br />
120, 121 ja 132 oppikirjasta. Muodostetaan työskentelyä varten kolme ryhmää:<br />
RYHMÄ 1: [neljä oppijaa]<br />
70
RYHMÄ 2: [viisi oppijaa]<br />
RYHMÄ 3: [neljä oppijaa]<br />
Ryhmässä ensimmäisenä mainittu on ryhmän ykkönen, toinen kakkonen, ... ja viimeinen viitonen.<br />
Ykköset perehtyvät toiseen tehtävään (117), kakkoset kolmanteen tehtävään (118), jne.<br />
Ensimmäinen tehtävä (99) jää yleisessä keskustelussa käsiteltäväksi, jos se on tarpeen.<br />
VASTUUT ovat sellaiset, että kaikki ykköset lähettävät viimeistään torstaina klo 20 kukin yhden<br />
viestin tehtävän 117 foorumille, kaikki kakkoset tehtävän 118 foorumille, jne. Sen jälkeen sana<br />
on vapaa muillekin osallistua keskusteluun ao. tehtävästä. Jos joku vastuullisista ei lähetä viestiään<br />
ajoissa, häntä ei odoteta yli määräajan. Tehtävästä 99 voi kuka vain aloittaa keskustelun.<br />
Keskustelun avaaja tai se, joka vastaa ensiksi, antaa foorumille nimen. Käytetään tehtävien numerointia:<br />
foorumit ovat Tehtävä 99, Tehtävä 117, jne. Pyritään toimimaan johdonmukaisesti,<br />
niin asiat pysyvät omissa lokeroissaan, mistä ne löytää myöhemminkin.<br />
Voit ALOITTAA KESKUSTELUN (ja luoda foorumin) jostakin aiheesta Kirjoita viesti-toiminnolla.<br />
Voit osallistua keskusteluun jonkun toisen aloittamasta aiheesta avaamalla hänen viestinsä<br />
ja vastaamalla siihen.<br />
OHJEET keskustelualueen käytöstä ovat kurssin Kotisivulla. Niihin on tullut pari viime hetken<br />
muutosta, joten ne kannattaa lukea uudestaan. Muistithan lukea myös Aloita tästä-sivun.<br />
MUISTUTUS: Kurssialueen ei pidä toimia ratkaisujen jakelukanavana. Opettajasikaan ei anna<br />
tehtäviin valmiita ratkaisuja. Tässä on veteen piirretty viiva. Raja kulkee siinä, että tehtävien<br />
suora kopiointi ilman omaa osuutta niiden ratkaisemisessa ei ole oikein. Meidän tarpeisiimme<br />
voisi sopia se, että valmiiksi laskettuja ratkaisuja ei pidä tarjota verkossa muille. Ei-täysin-yksityiskohtaiset<br />
sanalliset ohjeet lienevät sen sijaan OK. Yritettäisiinkö näin? Silloin jokaiselle<br />
jää jotain omaa mietittävää, ja asioista oppiikin jotain. Ja jokainen kantaa tavallaan myös<br />
opettajan vastuuta ohjeistaan.”<br />
Teema 2:<br />
”Keskustelu viikon aiheista ei saanut edellisessä teemassa oikein ilmaa siipiensä alle. Yritettäisiinkö<br />
saada keskustelu tämän viikon aiheista aikaan nyt paremmalla menestyksellä. Teeman<br />
TEHTÄVÄNÄ on kartoittaa toisiinsa liittyvissä ensimmäisessä ja toisessa teemassa ilmi tulleita<br />
vaikeita asioita. Erityisesti sellaisia, joiden ymmärtämisellä on vaikutusta uusien laskuharjoitustehtävien<br />
laskemiseen. Loppuviikkoa kohti voidaan sitten siirtyä keskusteluun kotitehtävistä,<br />
mikä lienee asioiden luonnollinenkin kehitys.<br />
Jokainen lähettää siis tähän viestiin vastauksena yhden viestin jostakin kirjassa ja/tai kurssialueen<br />
sisältösivuilla vaikeaksi havaitsemastaan asiasta, jota pitää tärkeänä käsitellä. Kysyvä<br />
lähestymistapa asiaan ja runsas miksi-sanan viljely viesteissä on hyväksi. Useampiakin kuin<br />
yhden viestin saa lähettää. Jokainen vastaa sen jälkeen vähintään kahteen muiden lähettämään<br />
viestiin.<br />
VASTUUT voisivat olla sellaiset, että [oppija 1] aloittaa torstaihin mennessä keskustelun kotitehtävästä<br />
122, [oppija 5] tehtävästä 133, [oppija 3] tehtävästä 134, [oppija 4] tehtävästä 139,<br />
[oppija 9] tehtävästä 143 ja [oppija 6] tehtävästä 144. Torstain yli aloitusviestejä ei odoteta,<br />
vaan jokainen voi aloittaa perjantaina keskustelun puuttuvasta tehtävästä.”<br />
71
Teema 3a:<br />
”ENSIMMÄISENÄ TEHTÄVÄNÄsi on kirjoittaa verkkosivujen ja/tai kirjan perusteella lyhyt<br />
yhteenveto (noin 100 sanaa) jostakin teemaan liittyvästä aiheesta, mitä pidät vaikeana tai minkä<br />
käsittelystä uskot olevan hyötyä itsellesi tai muille kurssilaisille. Pyri esittämään aiheesta<br />
kysymyksiä ja/tai käytä kirjoitelmassasi kysyvää lähestymistapaa. Opettaja siirtää kirjoitelmasi<br />
keskustelualueelle, missä se toimii yhtenä keskustelun avauksena.<br />
Lähetä kirjoitelmasi keskiviikkoon klo 23.55 mennessä Keskusteluaiheet-kuvakkeen alta aukeavalla<br />
työkalulla. Keskusteluaiheet-sivun otsikkoa Teema 3 klikkaamalla saat lisätietoja sivun<br />
toiminnasta. Jos palauttamisessa on ongelmia, kysy opettajalta ohjeita keskustelualueen Yleinen-foorumin<br />
kautta.<br />
Kirjoitelman lähetettyäsi pääset katsomaan vinkkejä kotitehtäviin ja voit osallistua keskusteluihin<br />
keskustelualueella. Vinkit kotitehtäviin-kuvake näkyy maanantaista alkaen ja Keskustelualue-kuvake<br />
torstaista alkaen vain kirjoitelman lähettäneille.”<br />
TOISENA TEHTÄVÄNÄsi on osallistua verkkokeskusteluun kotitehtävistä torstaista alkaen.<br />
Tarkemmat ohjeet siitä saat torstaina keskustelualueella.”<br />
Teema 3b:<br />
”Lue nämä ohjeet hyvin. Olet tässä teemassa suoraan vastuussa muille opiskelijoille heidän<br />
opiskelunsa onnistumisesta.<br />
1. Kotitehtävät käsitellään tässä teemassa siten, että [oppija 2] käy minun avustuksellani läpi<br />
tehtävät 168 ja 170, [oppija 1] tehtävät 167 ja 169 ja [oppija 3] tehtävät 171 ja 175. Tarkoituksena<br />
on, että jokainen osaa lauantaihin klo 20.00 mennessä sekä jättää omista tehtävistään<br />
TÄYSIEN PISTEIDEN ARVOISET RATKAISUT Mikko Hautalalle että OSAA SELITTÄÄ TEH-<br />
TÄVÄNSÄ MUILLE siten, että myös he saavat kyseisistä tehtävistä täydet pisteet.<br />
2. Jokaiselle teistä on avattu sitä varten keskustelualueelle OMA FOORUMI, mikä ei näy muille<br />
kurssilaisille. Tehtävien käsittely tapahtuu siinä foorumissa. Autan käsittelyssä lauantaihin<br />
klo 20.00 asti, jolloin foorumit lukkiutuvat, eikä niihin voi lähettää uusia viestejä.<br />
3. Oppimateriaalit-sivulle on lisäksi avattu teille RYHMÄTYÖALUE, mikä sekin näkyy vain<br />
teille ja minulle. Ryhmätyöalue löytyy Kotitehtävät-kuvakkeen alta. Ohjeet keskustelualueella<br />
käsiteltyjen kotitehtävien ratkaisemiseksi ja selitykset niiden periaatteista pitää toimittaa LAU-<br />
ANTAIHIN KLO 20.00 MENNESSÄ ryhmätyöalueelle. Sinne lähetetyt ohjeet tulevat silloin julkisiksi,<br />
ja kaikki voivat ne silloin lukea. Laskutehtävien viimeistelyyn palautusta varten on sen<br />
jälkeen käytettävissä loput lauantai-illasta ja sunnuntai-päivä.<br />
4. Ennen kyseistä dead-linea jokainen näkee vain oman viestinsä muokkaamiseen tarvittavat<br />
työkalut ryhmätyöalueella. Viestin voit dead-lineen asti luoda ja lähettää klikkaamalla ensin nimesi<br />
kohdalla kohtaa Muokkaa tiedostoja ryhmätyöalueella, ja sitten valitsemalla toiminnon<br />
Luo tiedosto sivun oikeassa reunassa.<br />
72
5. Olen tietokoneen ääressä varmuudella iltaisin klo 21-22 (lauantaina kuitenkin klo 19-20) ja<br />
yleensä päivisin välillä 10-16. Vastaan silloin tehtävistä esitettyihin kysymyksiin. Mitään rajoitusta<br />
siihen, mitä voi kysyä tai kertoa myöhemmin muille, millä tavoin tai miten usein, ei ole.<br />
Pyrin kuitenkin auttamaan asioissa eteenpäin pienin askelin, joten kysyä kannattaa usein, ja<br />
verkossa kannattaa vierailla usein.<br />
6. Vinkit kotitehtäviin löytyvät tällä kertaa omista foorumeistanne.<br />
Teema 4:<br />
” Tervetuloa keskustelemaan kotitehtävistä!<br />
Aloitetaan tehtävien käsittely siten, että jokainen lähettää perjantaihin mennessä Kotitehtävät 4<br />
–foorumille yhden keskustelun avauksen hänelle osoitetusta tehtävästä + kaksi kysymystä muista<br />
tehtävistä. Avauksen on oltava lyhyt kuvaus tehtävän ratkaisun periaatteesta tai ratkaisuyritykseen<br />
perustuva kysymys tai joukko kysymyksiä tehtävästä.<br />
Vastuut ovat sellaiset, että [oppija 1] avaa keskustelun tehtävästä 58, [oppija 6] tehtävästä 52,<br />
[oppija 5] tehtävästä 47, [oppija 3] tehtävästä 62 ja [oppija 2] tehtävästä 48. Lauantaina sitten<br />
keskustellaan avausten ja kysymysten pohjalta. Sunnuntaipäivä on varattu tehtävien viimeistelyyn<br />
ja se myös varapäivä, jos kaikki ei mene niin kuin pitää.<br />
Periaatteena on se, että kaveria ei jätetä. Tavoitteena on, että kaikki ymmärtävät keskustelun<br />
jälkeen kaikki tehtävät ja osaavat jättää niistä täysien pisteiden arvoiset ratkaisut tarkastettavaksi.<br />
Ne, jotka osaavat paremmin, auttavat niitä, joilla on vaikeuksia.<br />
Seuraan keskustelun kulkua, mutta pyrin tällä kertaa pysyttelemään siitä syrjässä, ellei erityistä<br />
syytä keskusteluun puuttumiseen ole. Vastuu käsittelyn onnistumisesta on nyt ryhmänä teidän<br />
kaikkien hartioillanne.<br />
Lauantaina klo 20-21 on "kyselytunti", jolloin vastaan avoimeksi jääneisiin kysymyksiin, ja<br />
jolloin suoraan minulta voi kysyä jotain asiaa. Foorumi sulkeutuu keskustelulta kyselytunnin<br />
jälkeen, jolloin sinne ei voi enää lähettää viestejä.”<br />
6.4.2. Oppimisympäristön opetuksellinen tarkastelu<br />
Teemasivujen ja niillä olevien kotitehtäviä koskevien opasteiden tarkoituksena oli toimia ennakkojäsentäjinä<br />
laskutehtävien suorittamiselle ja liittää tehtävät mielekkääseen kokonaisuuteen ja<br />
oppikirjan teoreettiseen taustaan. Verkkokeskustelut muistuttivat luokkakeskustelua siinä, että<br />
oppijat olivat keskustelussa ensisijaisia toimijoita, ja opettajan päätehtävänä oli lähtökohtien<br />
asettaminen ja keskustelun käynnistäminen. Oppimisympäristö ei muiden toteutuksen reunaehtojensa<br />
vuoksi - näistä lähtökohdistaan huolimatta - perustunut mihinkään yleisesti käytettyyn<br />
pedagogiseen malliin. Koska oppikirja oli kurssilla opiskelun ensisijainen apuväline, ja koska<br />
73
kotitehtävien ratkaiseminen ja palautus oli perinteisesti toteutettua ja kurssin pystyi läpäisemään<br />
pelkästään loppukuulustelussa menestymällä, oppimisympäristö kokonaisuutena sopi huonosti<br />
myös mikroverkon hyödyntämisasteeseen perustuvaan opetuksen jaotteluun (taulukko 1). Opetusta<br />
ja opiskelua oppimisympäristössä voidaan kuitenkin niissä tärkeiden verkkokeskustelujen<br />
luonteen perusteella luonnehtia painotuksiltaan vuorovaikutus- tai vertaistyöskentelykeskeiseen<br />
strategiaan perustuvaksi (taulukko 3). Verkko-opetuksessa yleisesti käytettävien opetusmallien<br />
jaottelussa kurssin opetus oli tältä osin lähinnä puolistrukturoidun mallin mukaista (liite A).<br />
Jönssonin (2005) esittämässä verkko-opetuksen nelikentässä se sijoittui verkkokeskustelujen<br />
osalta vasempaan yläneljännekseen (taulukko 4).<br />
6.5. Fysiikka I –kurssin toteutus<br />
Käsitekarttojen laatiminen mikroverkossa oli verkkokeskustelujen ja itsenäisesti kirjallisiin lähteisiin<br />
perehtymisen ja niiden referoinnin ohella tärkein koulufysiikan perusteet –kurssilla käytetyistä<br />
työtavoista. Käsitekartat oli laadittu kurssilla aikaisemmin Excel-taulukkolaskentaohjelmalla,<br />
mikä korvattiin tämän kehityshankkeen yhteydessä reaaliaikaisen kollaboratiivisen työskentelyn<br />
verkossa mahdolliseksi tekevällä CmapTools-ohjelmalla. Ohjelmaan ei muutoksen toteutuksen<br />
aikaan vielä ollut olemassa suomenkielistä käyttöopasta, joten tehtäväkseni tuli laatia<br />
koulufysiikan perusteet -kurssille WebCT-alustaan liitettävä verkkosivusto ohjelman käytön<br />
opastusta varten. Kurssin käsitekartat laadittiin sen jälkeen oppaan esittelemällä tavalla ryhmätöinä<br />
etupäässä synkronista kirjallista keskusteluyhteyttä hyödyntäen. Kartat sisältävät tiedostot<br />
tallennettiin opettajan tarkastusta varten Helsingin yliopistoon vasta perustetulle CmapTools-palvelimelle<br />
Internetiin. Ennen karttojen laatimista pidettiin kaksi ohjaamaani harjoitteluistuntoa,<br />
joissa tutustuttiin verkossa CmapTools-ohjelman käyttöympäristöön ja harjoiteltiin kartta-alueelle<br />
kirjautumista ja siitä poistumista. Kokemukset ohjelman asentamisesta tietokoneelle, samoin<br />
kuin sen käytön omaksumisesta ja hyödyllisyydestä käsitekarttojen laadinnassa olivat opettajan<br />
kannalta lähes kauttaaltaan myönteisiä. Ohjelmaa ja käsitekarttojen laatimista fysiikan rakenteellisuuden<br />
havainnollistajana päätettiin siksi hyödyntää myös fysiikka I –kurssin opetuksessa.<br />
74
6.5.1. Oppimisympäristön rakenne<br />
Fysiikka I –kurssin oppimisympäristö rakennettiin WebCT-oppimisalustan uuteen Blackboardversioon<br />
pilottihankkeena Blackboard-alustan kokeiluvaiheessa. Hankkeen sivutuloksena oppimisalustasta<br />
löydettiin joitakin toiminnallisia puutteita, joista lähetettiin tieto ohjelman ylläpitäjille<br />
ja myös sen valmistajalle. Fysiikka II -kurssia varten WebCT:hen laadittu kurssialue kopioitiin<br />
Blackboard-alustaan, ja uuteen oppimisympäristöön tehtiin fysiikka II- ja koulufysiikan perusteet<br />
-kursseista saatujen kokemusten pohjalta seuraavat muutokset:<br />
1. Opettajajohtoisista verkkokeskusteluista verkko-opiskelun keskeisenä opetusmuotona luovuttiin noviiseille<br />
liian vaativana opetusmuotona (vrt. s. 44-45). Oppijoille tarjottiin mahdollisuus hyödyntää<br />
kurssialuetta joko itsenäisesti opiskellen, verkkoavusteisesti opiskellen tai perinteisen opetuksen tukena.<br />
Opiskelijat valitsivat opiskelutapansa vapaasti kurssialueella olevasta kuvakkeesta, ja kurssin suorittamistapa<br />
riippui oppijan valinnasta.<br />
2. Teemasivuilla ei annettu opastusta kotitehtävien ratkaisemiseen. Vinkit tehtävien ratkaisemiseksi korvattiin<br />
erillisillä verkkosivuilla, joissa oli useita esimerkkejä viikon kotitehtäviä vastaavien laskutehtävien<br />
ratkaisemisesta. Jokaisesta tyyppitehtävästä ja laskuissa sovellettavasta kaavasta laadittiin sivuille<br />
vähintään yksi yksityiskohtaisin selityksin varustettu esimerkki. Opiskelijoita rohkaistiin keskustelemaan<br />
keskustelualueella oma-aloitteisesti viikoittaisista kotitehtävistä.<br />
3. Helsingin yliopiston Viikin alueen mikroverkkoon asennettiin CmapTools-käsitekarttaohjelma kurssin<br />
niitä oppijoita varten, joilla ei ollut käytettävissään omaa tietokonetta ja/tai mahdollisuutta asentaa<br />
siihen CmapTools-ilmaisohjelmaa.<br />
Oppijoille annetut ohjeet kurssialueen käytöstä opiskelussa olivat tehtyjen muutosten pohjalta<br />
seuraavat:<br />
”Tervetuloa fysiikka I -kurssin verkko-opintoihin<br />
Tutustu kurssialueeseen ja lue nämä ohjeet hyvin ennen kuin aloitat.<br />
Fysiikan opiskelusi voi tässä kurssissa perustua joko itseopiskeluun, tavanomaiseen opetukseen<br />
tai verkkoavusteiseen opetukseen. Itseopiskelu ja tavanomainen opetus käsitteinä eivät vaatine<br />
sen tarkempia määrittelyjä. Verkkoavusteinen opetus on opetusta, mikä sisältää verkon käyttöön<br />
perustuvan opetuksen lisäksi myös lähiopetusta. Tämä erottaa sen verkko-opetuksesta,<br />
missä kaikki opetus tapahtuu mikroverkon avulla. Voit valita oman verkko-opiskelutapasi kurssin<br />
aloitussivulta kuvakkeesta "Opiskelutavan valinta". Kurssialueella käytettävissäsi olevat<br />
työkalut määräytyvät tekemäsi valinnan mukaisesti.<br />
Jos tyydyt kurssista suoritusmerkintään, voit suorittaa kurssin näiden verkkosivujen ja kurssikirjan<br />
avulla itse opiskellen. Verkkosivut ohjaavat silloin opiskeluasi kurssikirjan niihin asioihin,<br />
joita käsitellään myös kurssin luennoissa. Huomaa, että tämä ei ole suositeltava vaihtoehto<br />
silloin, jos aiot suorittaa myös muita YFYS-kursseja! Laskuharjoitukset ja laboratoriotyöt<br />
ovat oleellista perustietoa muille fysiikan kursseille.<br />
75
Suoritat kurssin tässä vaihtoehdossa vastaamalla viikoittain kurssialueella oleviin kysymyksiin,<br />
joista sinun on saatava riittävä pistemäärä kurssin läpäisemiseksi. Lisäksi joudut laatimaan<br />
ryhmässä käsitekartan jostakin kurssiin liittyvästä aiheesta.<br />
Viikoittain vastattavat kysymykset on koottu verkkosivuille kuudeksi kysymyssarjaksi. Kussakin<br />
kysymyssarjassa on 10-20 kysymystä, ja jokaiseen kysymyssarjaan voit vastata kolme kertaa.<br />
Paras suorituksesi otetaan huomioon pisteiden yhteismäärää laskettaessa. Jos kokonaispistemääräsi<br />
jää alle hyväksytyn rajan, joudut osallistumaan kurssin loppukuulusteluun tavanomaisella<br />
tavalla.<br />
Ensimmäinen kysymyssarja on käytettävissäsi 14.9. keskiyöhön asti. Sitä seuraavien kysymyssarjojen<br />
vastausaika umpeutuu aina viikon välein. Halutessasi voit vastata vaikka kaikkiin kysymyksiin<br />
jo ensimmäisellä viikolla.<br />
Jos valitset opiskelutavaksesi verkkoavusteisen opiskelun, verkkosivuihin perehtyminen korvaa<br />
kurssissa luentojen kuuntelun. Laskuharjoitusten ja loppukuulustelun osalta joudut suorittamaan<br />
kurssin tavanomaisella tavalla. Läsnäolo laskuharjoituksissa ei ole pakollista, mutta<br />
laskuharjoituksissa käsiteltävät kotitehtävät on palautettava kirjallisina Viikkiin kerran viikossa.<br />
Kurssialueella olevat esimerkkitehtävät on valittu siten, että ne muistuttavat kotitehtäviä<br />
paljon.<br />
Opiskelusi tapahtuu kummassakin vaihtoehdossa tämän verkko-opetusalustan avulla. Kurssialue<br />
koostuu kurssin sisällön Aloitussivusta ja sen kautta aukeavista muista verkkosivuista.<br />
Tärkein opiskelumateriaali on koottu Oppimismoduulit-kuvakkeen alle viikoittaisiksi teemoiksi.<br />
Kussakin oppimismoduulissa on laskuesimerkkejä ja korkeintaan kaksi teemasivua, joissa on<br />
linkkejä verkkoaineistoihin. Tarkoituksena on, että käyt oppikirjaa teemasivujen avulla läpi, ja<br />
vastaat sen jälkeen teemaan liittyviin testikysymyksiin. Verkkoaineistoissa oleviin jatkolinkkeihin<br />
voit tutustua harkintasi mukaan. Jos suoritat kurssin verkkoavusteisena, testikysymykset<br />
ovat pelkkiä itsearviointitehtäviä. Vastauksiasi niihin ei arvostella, eikä suoriutumisesi niistä<br />
näy opettajalle.<br />
Kummassakin vaihtoehdossa sinulla on mahdollisuus osallistua kurssin sisältöä koskeviin verkkokeskusteluihin.<br />
Niihin osallistuminen on vapaaehtoista, ja niitä syntyy vain, jos niihin on tarvetta.<br />
Kotitehtävienkin käsittely verkkokeskusteluissa on sallittua sillä rajoituksella, että suoria<br />
ratkaisuja kotitehtäviin ei saa keskusteluissa antaa. Ratkaisuperiaatteiden esittäminen ja niistä<br />
keskusteleminen on sen sijaan sallittua ja jopa toivottavaa.<br />
Opiskelusi tukena kurssialueella on kurssikirjan ja tekstisivujen käsitteet kattava sanasto selityksineen.<br />
Voit käyttää sanastoa kaikilta teemasivuilta klikkaamalla kuvaketta "Mediakirjaston<br />
kokoelma" sivun yläreunassa. Tutustu sanastoon ja käytä sitä aina, kun kohtaat uuden tuntemattoman<br />
käsitteen tai käsitteen, jonka sisältöä et muista. Voit käyttää sanastoa myös asiayhteyksien<br />
opiskeluun etsimällä haku-työkalulla kaikki asiasanat, joissa jokin kirjan käsite esiintyy.<br />
Jos jokin käsite mielestäsi puuttuu sanastosta, voit pyytää sähköpostilla opettajaa lisäämään<br />
sen sinne. Käsitteistä voit löytää lisätietoa myös esim. verkkotietosanakirja Wikipediasta Internetistä<br />
Kurssialueelta löydät ohjeet myös elektronisten tiedelehtien lukemiseen ja julkaisutiedon<br />
hakuun Internetistä. Työkaluja, joita ohjeet koskevat, ei todennäköisesti käytetä kurssilla. Voit<br />
kuitenkin itse opetella käyttämään niitä opiskelusi tukena, jos niin haluat.<br />
76
Jossain vaiheessa kurssia joudut antamaan verkkolomakkeella palautetta oppimisestasi ja<br />
valitsemastasi opiskelutavasta. Palautteen antaminen kuuluu kurssiin. Kehotuksen verkkolomakkeen<br />
täyttämiseksi ja sen palauttamiseksi saat sähköpostitse, kun aika on kypsä.”<br />
6.5.2. Oppimisympäristön opetuksellinen tarkastelu<br />
Tärkeimmät erot fysiikka II- ja fysiikka I -kurssien oppimisympäristöissä olivat ohjattujen verkkokeskustelujen<br />
puuttuminen fysiikka I -kurssista ja fysiikka I-kurssiin lisätty mahdollisuus suorittaa<br />
kurssi itsenäisesti verkossa opiskellen. Kurssialue toimi fysiikka I –kurssissa siten joko<br />
pelkästään perinteisen opetuksen tukena tai oppikirjan ohella opiskelun ensisijaisena välineenä<br />
oppijan valinnan mukaisesti. Oppimisympäristö oli jälkimmäisessä tapauksessa mikroverkon<br />
hyödyntämisasteensa perusteella ylintä luokkaa (täydellinen, kuva 1), ja opetus siinä perustui<br />
materiaali- ja/tai tehtäväkeskeiseen opetusstrategiaan (taulukko 3). Opetuksen siinä voidaan<br />
edelleen katsoa olleen puhtaasti strukturoidun opetusmallin mukaista (liite A). Itsenäiseen opiskeluun<br />
perustuvana se oli huonosti Jönssonin (2005) esittämän verkko-opetuksen nelikentän<br />
avulla kuvattavissa (taulukko 4).<br />
7. KEHITTÄMISHANKKEEN TULOKSET<br />
7.1. Ensimmäisen opetuskokeilun tulokset (fysiikka II)<br />
7.1.1. Havainnot kurssialueen käytöstä<br />
Kaikilla fysiikka II -kurssille ilmoittautuneilla 67 oppijalla oli mahdollisuus hyödyntää kurssin<br />
verkko-opiskelumateriaalia opinnoissaan. Kaikille kurssin oppijoille myös tiedotettiin kurssin alkaessa<br />
tällaisen mahdollisuuden olemassa olosta. Kurssille ilmoittautuneista suurin osa oli ensimmäisen<br />
vuoden opiskelijoita, jotka jo kurssille tullessaan olivat osallistuneet vähintään maatalous-metsätieteellisen<br />
tiedekunnan järjestämään opiskeluun orientoivaan kurssiin. Kurssin palau-<br />
77
tekyselyyn vastanneista 33 oppijasta lisäksi 82 % ilmoitti tietotekniikkataitojensa olevan vähintään<br />
keskitasoa vähäiset-erinomaiset-asteikolla. Kurssialueen käyttäjiksi kirjautui kaksitoista<br />
opiskelijaa, joista kuusi valitsi opiskelutavakseen verkkoavusteisen opiskelun tavanomaisen<br />
opiskelun sijasta. Nämä kuusi käyttivät eniten kurssialuetta opiskelussaan, mutta heidänkin joukossaan<br />
oli suuria eroja eri verkkosivuilla käyntien määrissä (kuva 9).<br />
Vierailujen lukumäärä<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />
Opiskelija<br />
Kysymykset<br />
Sanasto<br />
Teemasivut<br />
Kuva 9. Kurssialueen käyttö opiskelijoittain: a) vierailut eri verkkosivuilla b) keskustelualueen<br />
käyttö.<br />
Verkkoavusteisesti opiskelleiden oppijoiden käsitykset heille tarjolla olleiden opiskelun apuvälineiden<br />
hyödyllisyydestä poikkesivat merkittävästi verkkosivujen käytön perusteella asiasta saatavasta<br />
käsityksestä. Kaikki verkkoavusteisesti opiskelevat oppijat käyttivät verkkosivuista odotetusti<br />
eniten teemasivuja ja niissä olevia laskuharjoitustehtävien opastuksia opiskelussaan.<br />
Useimmat oppijat vastasivat odotetusti myös teemakohtaisiin itsearviointikysymyksiin tai kävivät<br />
ainakin tutustumassa niihin asianomaisilla verkkosivuilla. Itsearviointikysymysten ja sanaston<br />
käyttö opiskelun apuna oli kuitenkin useimpien oppijoiden kohdalla teemasivujen käyttöön<br />
verrattuna vähäistä (kuva 9a). Sanastoa ja itsearviointikysymyksiä pidettiin silti opiskelijapalautteessa<br />
keskimäärin vähintään yhtä tärkeinä omalle opiskelulle kuin mitä sisältösivuja pidettiin<br />
(kuva 10). Tämä havainto oli tärkeä kurssien edelleen kehittämisen kannalta, koska kurssialuetta<br />
laadittaessa pääpaino kehitystyössä oli kohdistettu teemasivujen kehittämiseen, ja etenkin itsearviointikysymysten<br />
merkityksen arveltiin etukäteen olevan opiskelun kokonaisuuden kannalta vähäisen.<br />
Itsearviointikysymysten käytön vähäisyys ei itsessään ollut mikään yllätys, sillä useimpien<br />
oppijoiden voitiin etukäteen arvioida käyttävän kysymyssarjoista kutakin vain kertaalleen.<br />
Lukumäärä<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />
Opiskelija<br />
Vastaukset<br />
Aloitukset<br />
Luetut viestit<br />
78
Arvio<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
1 2 3 4 5 6<br />
Oppija<br />
Kuva 10. Verkkoavusteisesti opiskelleiden oppijoiden käsitykset kurssialueen eri opiskelutapojen<br />
hyödyllisyydestä: sanasto (D3), teemasivut (D4), itsearviointikysymykset (D5), verkkokeskustelut<br />
(D6). ”Oppimistavasta oli paljon hyötyä opiskelussani”, 1 = täysin eri mieltä, 5 = täysin<br />
samaa mieltä.<br />
Verkkokeskusteluista kurssilla saadut kokemukset eivät kokonaisuutena olleet erityisen rohkaisevia.<br />
Neljä kuudesta verkkoavusteisesti opiskelleesta oppijasta suhtautui opiskelijapalautteessa<br />
verkkokeskustelujen hyödyllisyyteen opinnoissaan vähintään jossain määrin epäilevästi, ja vain<br />
yksi opiskelijoista piti niitä jossain määrin hyödyllisinä (kuva 10). Verkkoavusteisesti opiskelleet<br />
oppijat katsoivat lisäksi kurssin toteutuksen ja työtapojen tukeneen hieman vähäisemmässä määrin<br />
omaa opiskeluaan kuin mitä tavanomaisesti opiskelleet oppijat katsoivat (kuva 13). Opettajan<br />
näkökulmasta katsoen käydyille verkkokeskusteluille oli leimaa antavaa opettajan ennakoitua<br />
suurempi rooli ja työmäärä keskusteluissa sekä keskustelualueelle lähetettyjen viestien vähäisyys.<br />
Todennäköisin syy tähän tulokseen oli se, että verkkokeskusteluihin osallistuminen ei ollut<br />
millään tavalla etukäteen sidottua kurssin läpäisemiseen. Koska kurssin arvosana määräytyi<br />
kaikkien kurssin opiskelijoiden osalta pääasiassa kurssin loppukokeen perusteella eikä verkkoopiskelijoita<br />
juurikaan palkittu keskusteluihin osallistumisesta, verkkokeskustelut olivat oppijoille<br />
vapaaehtoisuuteen perustuvaa ylimääräistä työtä. Ryhmässä työskentelyyn sitoutuminen, minkä<br />
tärkeyttä verkko-opinnoissa oli tähdennetty oppijoille suunnatussa etukäteistiedotuksessa, oli<br />
sen pohjalta yleisesti ottaen keskusteluissa vähäistä. Parhaat osaajat huomasivat jo kurssin alussa<br />
joutuvansa kantamaan suurempaa vastuuta heikompien osaajien menestyksestä kuin mihin he ilmeisesti<br />
olivat halukkaita, ja suuntautuivat verkkotyöskentelyssään enemmän omien päämääri-<br />
D3<br />
D4<br />
D5<br />
D6<br />
79
ensä kuin koko ryhmän menestyksen edistämiseen. Kurssin suorittamisstrategiana saattoi joidenkin<br />
oppijoiden kohdalla olla myös pyrkimys hakea verkkokeskusteluista ”helppoja” laskuharjoituspisteitä<br />
itsenäisen työskentelyn perusteella hankittavien pisteiden lisäksi ilman varsinaista aikomusta<br />
sitoutua ryhmätyöskentelyyn verkossa. Tämä saattoi olla jopa yleinen pyrkimys oppijoiden<br />
keskuudessa, sillä kaikki oppijat keskittyivät verkkokeskusteluissa lähinnä muiden oppijoiden<br />
viestien lukemiseen sen sijaan, että olisivat pyrkineet vastaamaan toisten viesteihin tai<br />
nostaneet esiin itse keskustelunaiheita (kuva 9b). Yksi oppijoista (oppija 8) käytti kurssialuetta<br />
jopa yksinomaan verkkokeskustelujen passiiviseen seurantaan (kuvat 9a ja 9b).<br />
Tyypillistä verkossa käydyille keskusteluille oli myös viestien kasaantuminen viimeistä määräaikaa<br />
edeltävään päivään tai tunteihin, ja siitä seurannut keskustelun vähäisyys ja sen tason mataluus.<br />
Osaltaan viestien kasaantumisen vaikutti kahden oppijan (oppijat 1 ja 3) työssäkäynti kokopäivätyössä,<br />
mutta suorituksen hylkäämisen riskistä syntyvän ulkoisen motivaation puuttumisella<br />
lienee tässäkin ollut vaikutuksensa asiaan. Toisen teemaviikon alussa annettu ilmoitus siitä, että<br />
aktiivinen osallistuminen verkkokeskusteluihin otetaan rajatapauksissa huomioon korottavana<br />
tekijänä loppuarvosanassa ei tuottanut havaittavaa muutosta oppijoiden keskusteluaktiivisuudessa.<br />
Loppuviikolle mahdollista tilannetta kuvaa hyvin esimerkiksi oheinen oppijan 2 opettajalle<br />
lähettämä purkaus seitsemän tuntia ennen keskustelufoorumin sulkeutumista neljännen viikon<br />
sunnuntaina:<br />
”Miksi täällä ei nyt ole muiden tehtäviä? Miksi ei voi pysyä aikataulussa? Palautus piti olla la<br />
klo 20, jonka jälkeen olisi voinut tehdä laskarit loppuun. Luulen, että jatkossa menen luennoille,<br />
koska olen muiden varassa näissä tehtävissä. Olen siis kuitenkin laskenut kaikki tehtävät tällä<br />
kerralla itse, joten mikä hyöty tässä, että tehdään tälleen tehtävät? Jos tehtäviä ei pian tule muilta,<br />
laitatko tehtävät itse tänne?”<br />
Viestien kasautuminen viime hetkiin ei ollut ominaista pelkästään fysiikka II –kurssille, vaan se<br />
oli havaittavissa häiritsevänä myös koulufysiikan perusteet-kurssilla, missä suuri osa oppijoista<br />
oli luonnontieteen opettajia, ja kurssin läpäiseminen riippui annettujen aikataulujen noudattamisesta.<br />
Oheinen katkelma omasta koulufysiikan perusteet -kurssilla vuotta aikaisemmin laatimastani<br />
oppimispäiväkirjasta kuvaa samaa ongelmaa sekä kurssin oppijan että sen myöhemmän<br />
opettajan näkökulmasta katsottuna:<br />
”... Nämä [ongelmaan liittyvät] syyt ovat ilmeisesti seuraavat:<br />
80
1) Verkon käyttö vapauttaa ryhmien jäsenet ajan ja paikan rajoituksista yhteydenpidossa,<br />
mutta hidastaa merkittävästi ryhmien sisäistä ja välistä yhteydenpitoa. Yhden harkitun kirjallisuusreferaatin<br />
tai pitkän viestin kirjoittaminen ja muotoilu verkossa vie helposti aikaa<br />
yhden tunnin, kun saman asian välittäminen suullisesti ryhmän jäsenille kestäisi pari minuuttia.<br />
Kun vastausaika viesteihin lisäksi venyy tuntien tai vuorokausien mittaiseksi vastaajien<br />
muista menoista johtuen, asioiden käsittely verkossa ei tahdo edetä.<br />
2) Velvoite viestien lähettämiseen määräaikaan mennessä aiheuttaa oppijalle tarpeen ilmaista<br />
kurssilla mukana olonsa muille oppijoille tai opettajalle silloinkin, vaikka asiaa viestiin ei<br />
oikein olisikaan. Vastaukset saattavat olla sisällöltään kevyehköjä siksi, että<br />
i) oppijat pyrkivät vastaamaan viesteihin edes jotakin, etteivät olisi kokonaan vastaamatta,<br />
tai<br />
ii) pyrkivät keskittymään viestissään, jos se perustuu luettavaan aineistoon, vain yhteen<br />
nopeasti omaksuttavaan kohtaan aineistosta.<br />
3) Kun viime hetken vastaus, vaikka kevytkin, on annettu ja hyväksytty, aiheeseen ei enää voi<br />
eikä ole tarvetta palata. Hätäinen vastaus jää niin ollen siihen tilaan, missä se on, eikä asian<br />
kehittymistä ryhmässä eteenpäin tapahdu.”<br />
Silloinen oppimispäiväkirjani päättyikin epäilyyn siitä, onko mikroverkko lopulta kovinkaan sopiva<br />
ryhmässä työskentelyn väline, vai sopiiko se paremmin välineeksi oppijoiden yksilölliseen<br />
opiskeluun. Vaihtoehtoisesti esitin siinä edelleen pohdittavaksi sitä, millaiset opetuksen muodot<br />
olisivat [fysiikan opetusta koskevassa] verkko-opetuksessa ryhmätyöskentelyssä tehokkaita.<br />
Verkkokeskusteluista tässä kehittämishankkeessa kahdella hyvin erilaisella fysiikan kurssilla<br />
saadut negatiiviset kokemukset antavat lisää painoarvoa näille pohdinnoille.<br />
Yksi verkkoavusteisen opiskelun valinneista oppijoista (oppija 6) ilmoitti opiskelijapalautteessa<br />
oma-aloitteisesti olleensa kurssilla passiivinen, mikä ilmeni myös hänen verkkosivujen käytössään<br />
ja hänen laskemiensa kotitehtävien määrässä (kuvat 9a ja 11). Muista verkkoavusteisen<br />
opiskelun valinneista oppijoista kolme kävi myös laskuharjoituksissa ja yksi luennoilla (kuva<br />
11), mikä yhdessä verkkosivujen käyttöä ja hyödyllisyyttä koskevien tietojen (kuvat 9 ja 10)<br />
kanssa osoittaa oppijoiden hyödyntäneen kurssialuetta opiskelussaan hyvin erilaisilla tavoilla.<br />
Laskuharjoituksissa kävijöiden suuri osuus verkko-oppijoista selittynee osaksi sillä, että kurssilla<br />
ei ollut mahdollisuutta lähettää laskuharjoitustehtävien ratkaisuja verkon välityksellä opettajalle<br />
tarkastettavaksi. Oppijat joutuivat tuomaan ratkaisunsa viimeistään laskuharjoitustilaisuudessa<br />
kirjallisina opettajalle, jolloin he saattoivat yhdistää laskuharjoitusten seuraamisen ratkaisujen<br />
palauttamiseen. Mahdollisuus palauttaa ratkaisut sähköisesti olisi voinut muuttaa oppijoiden<br />
käyttäytymistä tältä osin ja säästää heidät mahdollisesti toisarvoisena pitämältään laskuharjoituksissa<br />
läsnä ololta. Toisaalta kuitenkin vain yksi oppijoista (oppija 3) esitti kurssipalautteessa toivomuksen<br />
mahdollisuudesta palauttaa ratkaisut sähköisesti, eikä hän kuulunut laskuharjoituksis-<br />
81
sa käyneiden oppijoiden joukkoon (kuva 11). Verkko-oppijat eivät siten pitäneet kurssilla noudatettua<br />
harjoitustehtävien palautuskäytäntöä mitenkään yleisesti ongelmallisena.<br />
Oma ilmoitus<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
1 2 3 4 5 6<br />
Oppija<br />
A14<br />
A15<br />
A16<br />
Kuva 11. Verkkoavusteisesti opiskelleiden oppijoiden muu kuin verkko-opiskelu: luennoilla<br />
käynti (A14), laskettujen kotitehtävien määrä (A15), laskuharjoituksissa käynti (A16). a) oppijoiden<br />
vastaukset verkkokyselyyn (1 = 0-20 %, 2 = 21-40 %, 3 = 41-60 %, 4 = 61-80 %, 5 = 81-<br />
100 %) b) vastausten Mann-Whitneyn testin mukaisten järjestyslukujen keskiarvot.<br />
Verkkoavusteisesti opiskelleet oppijat kävivät yksisuuntaisen Mann-Whitneyn testin perusteella<br />
tilastollisesti erittäin merkitsevässä määrin vähemmän luennoilla kuin perinteisen opiskelutavan<br />
valinneet oppijat (ryhmien keskiarvot 1,3 ja 4,3, testisuure U = 9,5 (n1 =27, n2 =6), testisuureen U<br />
arvon todennäköisyys pA14(U) = 0,0005, vrt. kuva 11b). Tämä tulos oli etukäteen odotettavissa,<br />
kuten oli kurssin rakenteen perusteella odotettavissa myös se, että verkko-oppijoiden ja perinteisesti<br />
opiskelleiden oppijoiden laskuharjoituksissa käyntien määrissä ei ollut tilastollisesti merkitsevää<br />
eroa (pA16(U) = 0,159, kuva 11b). Toivottua eroa laskettujen kotitehtävien määrissä, minkä<br />
verkkokeskustelut tehtävistä olisivat voineet aiheuttaa, ei ryhmien välillä havaittu (pA15(U) =<br />
0,195, kuva 11b).<br />
7.1.2. Oppimistulokset ja muu opiskelijapalaute<br />
Kotona laskettavia laskuharjoitustehtäviä oli yhteensä 24, eli kaikilla oppijoilla oli laskettavana<br />
kuusi tehtävää viikossa. Laskettujen tehtävien määrä vaikutti kurssin arvosanaan siten, että viisi<br />
Järjestyslukujen<br />
keskiarvo<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
A14 A15 A16<br />
Kysymys<br />
Verkko-oppijat<br />
Muut oppijat<br />
82
kuudesosaa tehtävistä tuotti kuusi lisäpistettä kurssin loppukuulustelussa, mistä saatava maksimipistemäärä<br />
oli muuten 36. Kolmasosa kotitehtävistä tuotti ratkaistuna yhden lisäpisteen loppukuulustelussa,<br />
ja sitä pienempi laskettujen tehtävien määrä vähensi loppukuulustelusta saatavien<br />
pisteiden määrää. Verkkoavusteisen opiskelun valinneiden oppijoiden kotitehtävistä saamien pisteiden<br />
keskiarvo oli hieman korkeampi kuin perinteisen opiskelutavan valinneiden oppijoiden<br />
vastaava keskiarvo. Kotitehtävistä saatujen pistemäärien välillä ei kuitenkaan ollut Mann-Whitneyn<br />
testin perusteella tilastollisesti merkitsevää eroa (keskiarvot 3,2 ja 2,5, U(n1 =61, n2 =6) =<br />
193,5, p(U) = 0,413).<br />
Arvio<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
1 2 3 4 5 6<br />
Oppija<br />
C11<br />
C15<br />
C22<br />
Kuva 12. Verkkoavusteisesti opiskelleiden oppijoiden oppimistulokset oman arvion mukaan: oppimieni<br />
asioiden määrä (C11), fysiikkaan kohdistuvan kiinnostukseni muuttuminen kurssin aikana<br />
(C15), fysiikan laskutaitoni kehittyi kurssilla paljon (C22). a) verkko-oppijoiden vastaukset<br />
verkkokyselyyn (C11 ja C15: 1 = vähäinen, 5 = suuri; C22: 1 = täysin eri mieltä, 5 = täysin<br />
samaa mieltä) b) vastausten Mann-Whitneyn testin mukaisten järjestyslukujen keskiarvot.<br />
Verkkoavusteisesti opiskelleiden ja perinteisen opiskelutavan valinneiden oppijoiden kurssiarvosanoja<br />
ei voitu verrata keskenään, koska suurin osa vertailuryhmästä suoritti kurssin laajempana<br />
kuin verkko-oppijat, ja verkko-oppijoidenkin joukossa oli sekä laajan että suppean kurssin suorittajia.<br />
Opiskelijapalautteesta tehdyn yksisuuntaisen Mann-Whitneyn testin perusteella kyseisten<br />
oppijaryhmien välillä ei kuitenkaan ollut havaittavissa kurssin aikaansaamaa tilastollisesti merkitsevää<br />
eroa opittujen asioiden määrässä, fysiikan laskutaidon kehittymisessä ja fysiikkaan kohdistuvan<br />
kiinnostuksen muuttumisessa (pC11(U) = 0,236, pC15(U) = 0,436, pC22(U) = 0,089, kuva<br />
12). Tulos on looginen ja uskottava sen perusteella, että myöskään oppijoiden käsityksissä ope-<br />
Järjestyslukujen<br />
keskiarvo<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
C11 C15 C22<br />
Kysymys<br />
Verkko-oppijat<br />
Muut oppijat<br />
83
tuksen vuorovaikutteisuudesta ja heidän käsityksissään opetuksen oppijaa aktivoivasta luonteesta<br />
ei ollut kyseisten ryhmien, eikä siis käytettyjen opetustapojenkaan, välillä merkitsevää eroa<br />
(pC21(U) = 0,444, pC29(U) = 0,472, kuva 13). Kokonaisuutena siten mikään oppimistuloksiin tai<br />
opiskelijapalautteeseen perustuva vertailu ei tue käsitystä siitä, että kumpikaan kurssilla mahdollinen<br />
opiskelutapa olisi ollut toista tehokkaampi tai selvästi toista paremmaksi arvioitu. Tyytymättömyyden<br />
verkkokeskusteluihin opetuksen osana voitaneen arvioida vaikuttaneen verkko-oppijoiden<br />
hieman muita oppijoita huonompaan käsitykseen kurssin kyvystä tukea omaa oppimista<br />
(ryhmien keskiarvot 3,4 ja 3,6, pC20(U) = 0,026, kuva 13b).<br />
Arvio<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
1 2 3 4 5 6<br />
Oppija<br />
C20<br />
C21<br />
C29<br />
Kuva 13. Verkkoavusteisesti opiskelleiden oppijoiden käsitykset kurssin työtavoista: kurssin toteutus<br />
ja työtavat tukivat oppimistani (C20), nauttimani opetus oli vuorovaikutteista (C21), nauttimani<br />
opetus oli opiskelijoita aktivoivaa (C29). a) verkko-oppijoiden vastaukset verkkokyselyyn<br />
(1 = täysin eri mieltä, 5 = täysin samaa mieltä) b) vastausten Mann-Whitneyn testin mukaisten<br />
järjestyslukujen keskiarvot.<br />
Verkkoavusteisesti opiskelleista oppijoista kaksi (oppijat 1 ja 2) katsoi opiskelun verkossa olleen<br />
vähintään jonkin verran työlästä, kun sen sijaan muut oppijat suhtautuivat työläysväitteeseen<br />
neutraalisti (kuva 14). Oppijalle 1 fysiikan oppiminen oli hänen ikänsä, ansiotyössä käynnin ja<br />
fysiikan perustietojen vähäisyyden vuoksi vaikeaa, joten jo se, että hän läpäisi kurssin verkkoavusteisesti<br />
opiskellen oli toteutetun opetuskokeilun kannalta menestys. Oppija 2 taas poikkesi<br />
oppimistehtävään sitoutumisensa puolesta muista verkko-oppijoista (kuva 15), ja hän kärsi selvästi<br />
eniten siitä, että muiden oppijoiden halukkuudessa yhteistoimintaan oli puutteita. Hän myös<br />
Järjestyslukujen<br />
keskiarvo<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
C20 C21 C29<br />
Kysymys<br />
Verkko-oppijat<br />
Muut oppijat<br />
84
suhtautui opiskelijapalautteessaan kriittisimmin väitteisiin asioiden hyvin tehokkaasta oppimisesta<br />
verkossa, verkkoavusteisen opetuksen soveltumisesta hyvin fysiikan opetukseen sekä väitteeseen,<br />
että verkko-opiskelun pitäisi perustua itseopiskeluun (kuva 14). Näiltä osin hän poikkesi<br />
selvästi muista verkko-oppijoista, ja hänen voidaan siksi katsoa edustaneen oppijatyyppiä, joka<br />
sekä toivoo opiskelultaan kollaboratiivisuutta että myös uskoo hyötyvänsä kollaboratiivisesta<br />
työskentelystä verkossa. Oppija 1 taas voidaan luokitella potentiaaliseksi itseopiskelijaksi, jolle<br />
vuorovaikutus ohjaajan ja/tai oppimateriaalien kanssa verkossa oli luontevampaa kuin muiden<br />
oppijoiden kanssa yhdessä työskenteleminen. Loput kurssin verkko-oppijoista olivat enemmänkin<br />
kokeilijoita tai sopeutujia, joille ei kehittynyt voimakkaita mielipiteitä kurssin verkko-osuuden<br />
toteutuksesta tai fysiikan verkossa opiskelun luonteesta yleensä (kuva 14). Heidän käsityksensä<br />
verkkoavusteisesta fysiikan opetuksesta oli kurssin jälkeen neutraali tai vähintään jonkin<br />
verran myönteinen, ja he suhtautuivat jokseenkin neutraalisti myös ajatukseen fysiikan itsenäisestä<br />
verkko-opiskelusta (kuva 14).<br />
Arvio<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
1 2 3 4 5 6<br />
Oppija<br />
Kuva 14. Verkkoavusteisesti opiskelleiden oppijoiden käsitykset valitsemastaan opiskelutavasta:<br />
opiskelu verkossa oli työlästä (D1), asioiden oppiminen oli verkossa hyvin tehokasta (D2), verkkoavusteinen<br />
opetus soveltui hyvin fysiikan opetukseen (D7), fysiikan opetuksen verkossa pitäisi<br />
perustua itseopiskeluun verkon oppimateriaalia käyttäen (D9). 1 = täysin eri mieltä, 5 = täysin<br />
samaa mieltä.<br />
Oppijoiden arvioissa siitä, missä määrin he katsoivat ymmärtäneensä, mikä kurssissa oli keskeistä,<br />
ja mihin he oppimaansa tarvitsivat, samoin kuin heidän arvioissaan vastuun ottamisesta ja pa-<br />
D1<br />
D2<br />
D7<br />
D9<br />
85
nostuksestaan kurssin suorittamiseen ei ollut yksisuuntaisen Mann-Whitneyn testin tulosten perusteella<br />
tilastollisesti merkitsevää eroa (pC24(U) = 0,242, pC25(U) = 0,088, kuva 15). Kaikki<br />
verkkoavusteisesti opiskelleet oppijat yhtä lukuun ottamatta katsoivat kuitenkin vähintään jossain<br />
määrin hakeneensa tietoa itsenäisesti perehtyessään kurssin aihepiiriin (kuva 15a). Tältä osin<br />
he poikkesivat opiskelutavaltaan hieman perinteisesti opiskelleista oppijoista, jotka keskimäärin<br />
hakivat tietoa itsenäisesti kurssilla varsin vähän (ryhmien keskiarvot 2,8 ja 1,6, pC26(U) = 0,062,<br />
tulos suuntaa antava). Verkkoavusteisesti opiskelleet oppijat olivat kuitenkin kaiken kaikkiaan<br />
suunnilleen samassa määrin sitoutuneita oppimiseensa kuin tavanomaisella tavalla opiskelleet<br />
oppijat olivat.<br />
Arvio<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
1 2 3 4 5 6<br />
Oppija<br />
Kuva 15. Verkkoavusteisesti opiskelleiden oppijoiden sitoutuminen opiskeluun: ymmärsin, mikä<br />
oli kurssilla keskeistä, ja mihin kurssilla oppimaani tarvitsen (C24), otin vastuun oppimisestani ja<br />
panostin kurssin suorittamiseen (C25), hain tietoa itsenäisesti perehtyessäni kurssin aihepiiriin<br />
(C26). a) verkko-oppijoiden vastaukset verkkokyselyyn (1 = täysin eri mieltä, 5 = täysin samaa<br />
mieltä) b) vastausten Mann-Whitneyn testin mukaisten järjestyslukujen keskiarvot.<br />
7.2. Toisen opetuskokeilun tulokset (fysiikka I)<br />
7.2.1. Havainnot kurssialueen käytöstä<br />
C24<br />
C25<br />
C26<br />
Kurssille ilmoittautui 115 oppijaa, joista 78 vieraili vähintään kerran kurssialueella ja 46 kirjautui<br />
kurssialueen käyttäjäksi. Itseopiskelijoiksi kirjautui kaksi, verkkoavusteisesti opiskelevaksi<br />
Järjestyslukujen<br />
keskiarvo<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
C24 C25 C26<br />
Kysymys<br />
Verkko-oppijat<br />
Muut oppijat<br />
86
viisi ja kurssialuetta tavanomaisen opiskelun tukena käyttäviksi neljäkymmentä oppijaa. Verkkoavusteisesti<br />
opiskelevaksi kirjautuneista neljä ja tavanomaisen opiskelun tukena kurssialuetta<br />
käyttäväksi kirjautuneista 28 oppijaa käytti kurssialueella istunnoissaan aikaa yhteensä enemmän<br />
kuin yhden tunnin (kuva 16). Näiden oppijoiden katsottiin tässä opetuskokeilussa käyttäneen<br />
kurssialuetta aidosti hyödykseen opiskelussaan. Verkkoavusteisesti opiskeleviksi luettiin heistä<br />
ne oppijat, jotka antamansa opiskelijapalautteen mukaan olivat läsnä korkeintaan 20 %:ssa luennoista.<br />
Aika istunnoissa, (h:min)<br />
18:00<br />
16:00<br />
14:00<br />
12:00<br />
10:00<br />
8:00<br />
6:00<br />
4:00<br />
2:00<br />
0:00<br />
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31<br />
Oppija<br />
Kuva 16. Verkkoavusteisesti opiskeleviksi kirjautuneiden (1-4) ja tavanomaisen opiskelun tukena<br />
kurssialuetta käyttäviksi kirjautuneiden oppijoiden (5-32) fysiikka I-kurssialueella istuntoihin<br />
käyttämä aika.<br />
Käyntikertojen lukumäärällä mitaten verkkosivuista eniten käytettiin teemasivuja ja laskutehtävien<br />
ratkaisuja sisältäviä sivuja (kuva 17). Fysiikka II –kurssista poiketen sanastoa käytti vain<br />
yksi oppija yhden kerran kurssin aikana. Kurssiin sisältyvään mittausdatan analysointitehtävään<br />
liittyvillä, tehtävän raporttilomakkeen ja mittausdatan sisältävillä, sivuilla käytiin huomattavan<br />
usein siihen nähden, että oppijoiden oli mahdollista tulostaa raporttilomake itselleen ja kopioida<br />
tehtävään kuuluva data omalle tietokoneelleen analysoitavaksi. Myös teemasivujen käyttöön liittyi<br />
outo piirre, sillä kyseisillä sivuilla käyntien lukumäärästä 59 % koostui käynneistä ensimmäisen<br />
viikon teemasivulla. Sivu sisälsi muun asian ohessa käsitekarttojen laatimiseen liittyvän esimerkin,<br />
mitä ei käsitelty kurssin luennoissa. Sivun sisällöstä oli hyötyä myöhemmin muilla teemasivuilla<br />
vastaan tulevien käsitekarttojen ymmärtämisessä, mikä todennäköisesti oli selityksenä<br />
87
sivun poikkeukselliseen suosioon. Sivu oli teemasivuista järjestyksessä ensimmäinen, joten osa<br />
sillä vierailuista voitaneen laskea myös teemasivuston käytön opettelusta johtuneiksi.<br />
Kurssipalautetta pyydettiin vain kurssialueen käyttäjiksi kirjautuneilta 46 oppijalta, joista 21 oppijaa<br />
(46 %) vastasi E-lomakkeella pyydettyyn kyselyyn. Heistä yksi (oppija 13) lukeutui verkkoavusteisesti<br />
opiskeleviin oppijoihin, yhdeksän kurssialuetta tavanomaisen opetuksen tukena<br />
käyttäviin oppijoihin ja loput yhdeksän kurssialuetta yhteensä alle yhden tunnin käyttäneisiin oppijoihin.<br />
Molemmat itseopiskelun opiskelutavakseen valinneet oppijat (jatkossa ”itsenäisesti<br />
opiskelleet oppijat”) vastasivat kurssikyselyyn. Yhteensä alle yhden tunnin kurssialuetta käyttäneet<br />
oppijat muodostivat opiskelijapalautteen tarkasteluissa vertailuryhmän kurssialuetta enemmän<br />
kuin yhden tunnin käyttäneiden oppijoiden muodostamalle ryhmälle, mikä koostui oppijoista<br />
9, 10, 12, 13, 17, 19, 21, 25, 27 ja 28. Näistä ryhmistä käytetään jatkossa nimitystä ”muut<br />
kurssialueen käyttäjät”. Kaikkein eniten kurssialuetta käyttäneet opiskelijat eivät vastanneet opiskelijakyselyyn<br />
(kuva 16).<br />
Vierailujen lukumäärä<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
Teemasivut<br />
Kuva 17. Vierailujen lukumäärä fysiikka 1 –kurssialueen sivuilla.<br />
Itsenäisesti opiskelleet oppijat<br />
0<br />
Laskuesimerkit<br />
Raporttilomake<br />
Mittausdata<br />
Kysymykset<br />
Itsenäisen verkko-opiskelun valinneista oppijoista toinen (oppija A) käytti kurssin läpäisemiseen<br />
kurssialueella aikaa 24 h 33 min ja toinen (oppija B) 10 h 1 min, mitkä ajat olivat samaa suuruusluokkaa<br />
kuin kurssialuetta eniten muun opiskelun tukena käyttäneiden oppijoiden istuntoihinsa<br />
käyttämät ajat olivat (kuva 16). Itsenäisesti opiskelleiden oppijoiden kokonaistyömäärään kurs-<br />
Sanasto<br />
88
silla on lisäksi laskettava mukaan kurssialueella työskentelyyn tarvittava opiskelu oppikirjan<br />
avulla sekä käsitekartan laatimiseksi ryhmätyönä tarvittava aika, minkä pituutta on vaikea arvioida.<br />
Itsenäisesti opiskelleiden verkko-oppijoiden kokonaistyömäärän kurssilla voitaneen silti arvioida<br />
olleen pienemmän kuin kurssin viiden opintopisteen laajuus edellyttäisi. Realistinen arvio<br />
toteutetun mukaisen fysiikka II -verkkokurssin laajuudesta olisi käytettävissä olevan suppean aineiston<br />
perusteella ehkä kolme opintopistettä.<br />
Molemmat itsenäisen verkko-opiskelun valinneet oppijat olivat ilmoituksensa mukaan kokopäivätyössä,<br />
minkä oppija A, mutta ei oppija B, ilmoitti palautteessaan häirinneen kurssin suorittamista.<br />
Molemmat oppijat ilmoittivat odotetusti käyneensä korkeintaan viidesosassa kurssin luennoista<br />
ja laskuharjoituksista (arvio 1 asteikolla 1-5), minkä lisäksi oppija B ilmoitti laskeneensa<br />
korkeintaan viidesosan kurssin kotitehtävistä (arviona 1 asteikolla 1-5). Oppija A ilmoitti laskeneensa<br />
verkko-opiskelunsa lisäksi myös yli 80 % kurssin kotitehtävistä, mitä häneltä ei verkkoopiskelijana<br />
olisi vaadittu (arviona 5).<br />
Oma arvio<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
D14 D15<br />
Kysymys<br />
Oppija A<br />
Oppija B<br />
Kuva 18. Itsenäisesti opiskelleiden oppijoiden käsitykset eri oppimistapojen hyödyllisyydestä<br />
verkko-opiskelussa: laskutehtävien ratkaisuista oli paljon hyötyä opiskelussani (D14), käsitekartan<br />
laatiminen lisäsi paljon ymmärrystäni fysiikasta (D15). 1 = täysin eri mieltä, 5 = täysin samaa<br />
mieltä.<br />
Oppijan A taustatietojen mukaan hän oli suorittanut vähintään yhdeksän kurssia fysiikkaa lukiossa,<br />
ja hän arvioi yleisen kiinnostuksensa fysiikkaa kohtaan olevan luokkaa neljä asteikolla 1-5 ( 1<br />
= vähäinen, 5 = suuri). Oppijan B osalta vastaavat taustatiedot olivat lukion yksi pakollinen fysiikan<br />
kurssi ja yleinen kiinnostus fysiikkaan luokkaa yksi. Oppijoiden A ja B lähtökohdat kurs-<br />
89
sin suorittamiseksi olivat siten sekä fysiikan perustietojen määrän että fysiikkaa koskevien asenteiden<br />
osalta hyvin erilaiset. Tämä ilmeni myös heidän erilaisissa näkemyksissään käsitekartan<br />
laatimisen hyödyllisyydestä fysiikan ymmärtämisensä lisääjänä (kuva 18). Kurssialueella olleiden<br />
laskuesimerkkien paljosta hyödyllisyydestä omassa opiskelussaan oppijat olivat yhtä mieltä<br />
(kuva 18), vaikka kysymyssarjat, joihin vastaamalla kurssi suoritettiin käsitekartan teon lisäksi,<br />
eivät varsinaisesti perustuneetkaan kyseisiin esimerkkeihin.<br />
Muut kurssialueen käyttäjät<br />
Kurssialuetta enemmän kuin yhden tunnin ajan opinnoissaan käyttäneet oppijat laskivat ilmoitustensa<br />
Mann-Whitneyn testin mukaisten järjestyslukujen keskiarvojen perusteella hieman vertailuryhmää<br />
enemmän kotitehtäviä (A15, taulukko 7). Kurssialuetta yli ja alle yhden tunnin käyttäneiden<br />
oppijoiden luennoilla käyntien määrässä, laskettujen laskuharjoitustehtävien määrässä tai<br />
laskuharjoituksissa käyntien määrässä ei kuitenkaan ollut yksisuuntaisen Mann-Whitneyn testin<br />
perusteella tilastollisesti merkitsevää eroa (taulukko 7). Kumpaankin ryhmään kuuluvien oppijoiden<br />
laskuharjoituksissa käynti oli oppijoiden antamien ilmoitusten mukaan keskimäärin varsin<br />
vähäistä ja rajoittui noin puoleen laskuharjoituskerroista (käyttöaika >1 h / käyttöaika < 1h: keskiarvot<br />
2,3 / 2,2).<br />
Enemmän kuin yhden tunnin kurssialuetta käyttäneistä oppijoista 80 % vastasi opiskelijapalautteen<br />
mukaan kurssialueella oleviin itsearviointikysymyksiin, kun alle yhden tunnin kurssialuetta<br />
käyttäneistä vain 44 % käytti itsearviointikysymyksiä hyväkseen opiskelussaan. Kurssialueen<br />
käytön määrällä ei kuitenkaan ollut yksisuuntaisen Mann-Whitneyn testin perusteella tilastollisesti<br />
merkitsevää vaikutusta oppijoiden käsityksiin itsearviointitehtävien ja esimerkkitehtävien<br />
ratkaisujen hyödyllisyydestä opiskelussaan (taulukko 7). Oppijat suhtautuivat kyseisten oppimisen<br />
apuvälineiden hyödyllisyyteen opiskelussaan keskimäärin lievästi kielteisesti, mutta eivät<br />
pitäneet niitä ryhmien arvioiden keskiarvojen perusteella enempää hyödyllisinä kuin kovin hyödyttöminäkään<br />
(käyttöaika >1 h / käyttöaika < 1h: keskiarvot 2,3 / 2,5 (D5); 3,1 / 2,2 (D14)).<br />
Oppijoiden omasta aloitteesta syntyviä keskusteluja ei käyty kurssialueella lainkaan, vaikka<br />
mahdollisuudesta sellaisiin oli maininta Aloita tästä -ohjeissa. Opettajan näkökulmasta katsot-<br />
90
tuna tämä viittaa oppijoiden jonkinlaiseen käpertymiseen omiin opintoihinsa ja kertoo jotakin<br />
myös siitä asenneympäristöstä, minkä verkko-opetuksen edistäminen yliopistossa joutuu toistaiseksi<br />
kohtaamaan. Toisaalta se voi olla osoitus myös itsenäisen verkko-opiskelun mahdollisuuden<br />
sosiaalisesta tilauksesta lukiossa yksinään työskentelemään tottuneiden oppijoiden joukossa.<br />
Taulukko 7. Yli ja alle yhden tunnin kurssialuetta käyttäneiden oppijoiden osallistuminen opetukseen<br />
ja heidän käsityksensä kurssialueen tarjoamien apuvälineiden hyödyllisyydestä: luennoilla<br />
käynti (A14), laskettujen kotitehtävien määrä (A15), laskuharjoituksissa käynti (A16); itsearviointitehtävistä<br />
oli paljon hyötyä opiskelussani (D5), laskutehtävien ratkaisuista oli paljon<br />
hyötyä opiskelussani (D14). A14-A16: 1 = 0-20 %, 2 = 21-40 %, 3 = 41-60 %, 4 = 61-80 %, 5 =<br />
81-100 %; D5 ja D14: 1 = täysin eri mieltä, 5 = täysin samaa mieltä. p(U): testisuureen U arvon<br />
todennäköisyys Mann-Whitneyn testissä.<br />
Kysymys Järjestyslukujen keskiarvo U p(U)<br />
Käyttöaika > 1 h Käyttöaika < 1 h (n1=10, n2=9)<br />
A14 10,1 9,9 44,5 0,500<br />
A15 11,9 7,9 26,5 0,071<br />
A16 10,2 9,8 43,5 0,468<br />
D5 6,3 7,0 18,0 * 0,404<br />
D14 11,7 8,2 28,5 0,095<br />
* n1 = 8, n2 = 4<br />
7.1.2. Oppimistulokset ja muu opiskelijapalaute<br />
Itsenäisesti opiskelleet oppijat<br />
Oppijoiden A ja B erilaiset fysiikan perustiedot ilmenivät selvästi heidän omissa käsityksissään<br />
oppimistuloksistaan ja kurssilla käytetyistä työtavoista. Oppija A, joka oli opiskellut lukiossa<br />
paljon fysiikkaa, katsoi kurssilla oppimiensa asioiden määrän olleen varsin vähäisen ja fysiikan<br />
laskutaitonsa kehittyneen kurssilla varsin vähän. Oppija B katsoi sen sijaan sekä oppimiensa asioiden<br />
määrän että fysiikan laskutaitonsa kehittymisen kurssin aikana olleen suuren (kuva 19a).<br />
Sama lähtökohtien erilaisuus ilmeni myös oppijoiden paljon toisistaan eroavissa käsityksissä sii-<br />
91
tä, tukivatko kurssin toteutus ja työtavat heidän oppimistaan (kuva 19b). Molemmat oppijat pitivät<br />
silti nauttimaansa opetusta oppijoita vähintään jossain määrin oppijoita aktivoivana (kuva<br />
19b) ja fysiikkaan kohdistuvaa kiinnostustaan lisäävänä (kuva 19a). Myös heidän arvionsa opetuksen<br />
vuorovaikutteisuudesta olivat varsin myönteisiä siihen nähden, että vuorovaikutteisuus oli<br />
heidän osaltaan oppijan ja tietokoneen välistä, ja he joutuivat siksi vastatessaan miettimään sitä,<br />
mitä vuorovaikutteisuudella esitetyssä kysymyksessä tarkoitetaan (kuva 19b).<br />
Arvio<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
C11 C15<br />
Kysymys<br />
C22<br />
Oppija A<br />
Oppija B<br />
Kuva 19. Itsenäisesti opiskelleiden oppijoiden oppimistulokset ja käsitykset kurssin työtavoista<br />
oman arvion mukaan: a) oppimieni asioiden määrä (C11), fysiikkaan kohdistuvan kiinnostukseni<br />
muuttuminen kurssin aikana (C15), fysiikan laskutaitoni kehittyminen (C22). (1 = vähäinen, 5 =<br />
suuri) b) kurssin toteutus ja työtavat tukivat oppimistani (C20), nauttimani opetus oli vuorovaikutteista<br />
(C21), nauttimani opetus oli opiskelijoita aktivoivaa (C29). (1 = täysin eri mieltä, 5 =<br />
täysin samaa mieltä).<br />
Myös oppijoiden käsitykset oman opiskelunsa luonteesta olivat heidän erilaisista lähtötilanteistaan<br />
johtuen hyvin erilaiset. Oppija A - huolimatta siitä, että käytti kurssialuetta ajallisesti yli<br />
kaksi kertaa enemmän kuin oppija B ja laski omatoimisesti vähintään suurimman osan kurssin<br />
kotitehtävistä - katsoi kokonaisuutena selvinneensä kurssista vähin vaivoin (kuva 20, C25, C26,<br />
D1). Oppijan B vastauksista piirtyy sen sijaan käsitys motivoituneesta puurtajasta, jota opiskelu<br />
verkkoympäristössä inspiroi, mutta joka mielestään joutui tekemään paljon työtä kurssin suorittamiseksi<br />
(kuvat 19 ja 20). Tämä jako kahteen opiskelijatyyppiin saattaa otoksen pienuudesta huolimatta<br />
kuvata oikein niitä oppijoita, jotka jatkossakin saattaisivat valita itsenäisen verkko-opiskelun<br />
kurssin suorittamistavakseen, jos heille sellainen mahdollisuus tarjottaisiin. Perustiedoil-<br />
Arvio<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
C20 C21<br />
Kysymys<br />
C29<br />
Oppija A<br />
Oppija B<br />
92
taan heikoimpien oppijoiden kannalta tärkeä tulos on myös se, että kurssille itseopiskelua varten<br />
luotu oppimisympäristö on suunnilleen heidän ennakkotietojensa tasoa vastaava ja mahdollisesti<br />
heitä fysiikan oppimiseen kannustava.<br />
Arvio<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
C24 C25<br />
Kysymys<br />
C26<br />
Kuva 20. Itsenäisesti opiskelleiden oppijoiden sitoutuminen opiskeluun ja heidän käsityksensä<br />
opiskelutavastaan: a) ymmärsin, mikä oli kurssilla keskeistä, ja mihin kurssilla oppimaani tarvitsen<br />
(C24), otin vastuun oppimisestani ja panostin kurssin suorittamiseen (C25), hain tietoa itsenäisesti<br />
perehtyessäni kurssin aihepiiriin (C26). b) opiskelu verkossa oli työlästä (D1), asioiden<br />
oppiminen oli verkossa lähiopetukseen verrattuna hyvin tehokasta (D2), itseopiskelu ja ryhmätyö<br />
soveltuivat erittäin hyvin tämän kurssin opiskelumuodoksi (D13). 1 = täysin eri mieltä, 5 =<br />
täysin samaa mieltä.<br />
Muut kurssialueen käyttäjät<br />
Oppija A<br />
Oppija B<br />
Muiden kurssialuetta käyttäneiden oppijoiden kuin itseoppijoiden verkkoistunnoissa käyttämän<br />
ajan ja heidän kotitehtävistä saamansa pistemäärän välinen Pearsonin korrelaatiokerroin r oli<br />
0,193, mikä ei t-testin perusteella eronnut merkitsevästi korrelaatiokertoimen arvosta r = 0 (t =<br />
1,69 < t0,05 (n= 74)). Myös verkkoistunnoissa käytetyn ajan ja kurssin loppuarvosanan välinen<br />
korrelaatiokerroin oli pieni (r = 0,178), eikä se niin muodoin ollut tilastollisesti merkitsevä (t =<br />
1,40 < t0,05 (n = 62)). Kurssialueen käytöllä muun opiskelun ohessa ei siten ollut tilastollisesti<br />
osoitettavaa vaikutusta enempää laskuharjoituspisteiden määrään kuin kurssin loppuarvosanaankaan.<br />
Kurssialueen käytön määrällä ei opiskelijapalautteesta tehdyn yksisuuntaisen Mann-Whitneyn<br />
testin perusteella ollut vaikutusta myöskään kurssilla opittujen asioiden määrään tai fysiikan<br />
laskutaidon kehittymiseen kurssin aikana (taulukko 8). Kurssialueen runsas käyttö näyttäisi<br />
Arvio<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
D1 D2<br />
Kysymys<br />
D13<br />
Oppija A<br />
Oppija B<br />
93
sen sijaan vaikuttaneen jonkin verran oppijoiden fysiikkaan kohdistuvaa kiinnostusta lisäävästi,<br />
joskin tulos on suuntaa antava eikä tilastollisesti merkitsevä (C15, taulukko 8). Verkkokyselyyn<br />
vastanneet muut kuin itseoppijat katsoivat muilta osin oppimiensa asioiden määrän, fysiikkaan<br />
kohdistuvan kiinnostuksensa muuttumisen ja fysiikan laskutaitonsa kehittymisen olleen vastausten<br />
keskiarvojen perusteella arvioituna keskimääräistä luokkaa (keskiarvot 3,4, 3,5, ja 3,1).<br />
Taulukko 8. Yli ja alle yhden tunnin kurssialuetta käyttäneiden oppijoiden oppimistulokset oman<br />
arvion mukaan: oppimieni asioiden määrä (C11), fysiikkaan kohdistuvan kiinnostukseni muuttuminen<br />
kurssin aikana (C15), fysiikan laskutaitoni kehittyi kurssilla paljon (C22). C11 ja C15: 1 =<br />
vähäinen, 5 = suuri; C22: 1 = täysin eri mieltä, 5 = täysin samaa mieltä. p(U): testisuureen U arvon<br />
todennäköisyys Mann-Whitneyn testissä.<br />
Kysymys Järjestyslukujen keskiarvo U p(U)<br />
Käyttöaika > 1 h Käyttöaika < 1 h (n1=10, n2=9)<br />
C11 11,0 8,9 35,5 0,233<br />
C15 12,0 7,8 25,0 0,056<br />
C22 11,4 8,5 31,5 0,145<br />
Kurssialueen käytöllä muun opiskelun ohessa ei ollut yksisuuntaisen Mann-Whitneyn testin perusteella<br />
tilastollisesti merkitsevää vaikutusta myöskään oppijoiden käsityksiin niistä työtavoista,<br />
joita kurssilla käytettiin (taulukko 9). Kaikki verkkokyselyyn vastanneet muut kuin itsenäisen<br />
opiskelun valinneet oppijat suhtautuivat kurssin työtapoihin vastausten keskiarvojen perusteella<br />
arvioiden keskimäärin jonkin verran myönteisesti tai lähes neutraalisti (käyttöaika >1 h / käyttöaika<br />
< 1h: keskiarvot 3,8 / 3,4 (C20); 3,8 / 3,1 (C21); 4,0 / 3,4 (C29)).<br />
94
Taulukko 9. Yli ja alle yhden tunnin kurssialuetta käyttäneiden oppijoiden käsitykset kurssin<br />
työtavoista: kurssin toteutus ja työtavat tukivat oppimistani (C20), nauttimani opetus oli vuorovaikutteista<br />
(C21), nauttimani opetus oli opiskelijoita aktivoivaa (C29). 1 = täysin eri mieltä,<br />
5 = täysin samaa mieltä. p(U): testisuureen U arvon todennäköisyys Mann-Whitneyn testissä.<br />
Kysymys Järjestyslukujen keskiarvo U p(U)<br />
Käyttöaika > 1 h Käyttöaika < 1 h (n1=10, n2=9)<br />
C20 11,7 9,2 38,0 0,298<br />
C21 11,6 8,2 29,0 0,102<br />
C29 11,4 8,4 31,0 0,136<br />
Kaikki verkkokyselyyn vastanneet muut kuin itseoppijat katsoivat ymmärtäneensä samassa<br />
määrin selvästi, mikä kurssissa oli keskeistä, ja mihin he oppimaansa tarvitsivat (taulukko<br />
10). Kurssialuetta enemmän kuin yhden tunnin käyttäneet oppijat katsoivat kuitenkin vertailuryhmää<br />
jonkin verran varmemmin ottaneensa vastuun oppimisestaan ja panostaneensa<br />
kurssin suorittamiseen sekä hakeneensa tietoa perehtyessään kurssin aihepiiriin (taulukko<br />
10). Tämä yksisuuntaisessa Mann-Whitneyn testissä saatu tulos on edellisten arvioiden osalta<br />
suuntaa antava ja jälkimmäisen arvioiden osalta tilastollisesti merkitsevä (C25 ja C26, taulukko<br />
10). Kurssialuetta muita runsaammin käyttäneiden oppijoiden voidaan siksi päätellä olleen<br />
keskimäärin jonkin verran sitoutuneempia opiskeluunsa kuin kurssialueella vain vierailleet<br />
tai sitä vähän käyttäneet oppijat olivat. Päätelmä on looginen senkin perusteella, että<br />
kurssialueen käyttö opiskelussa oli muille kuin itseopiskelun valinneille oppijoille vapaaehtoista,<br />
kurssin läpäisemiseen liittymätöntä, ylimääräistä työtä. Muita runsaampi kurssialueen<br />
käyttö kertoo siksi muita monipuolisemmasta tavasta harjoittaa opintoja ja samalla muita<br />
korkeammasta sitoutumisen asteesta opinnoissa. Tähän johtopäätökseen viittaa myös selvä,<br />
joskaan ei tilastollisesti merkitsevä, ero kurssin loppuarvosanojen keskiarvoissa ryhmien välillä<br />
(keskiarvot 4,0 ja 3,1 viisiportaisella asteikolla 1-5, p(U) = 0,071).<br />
Verkkokyselyyn vastanneet muut kuin itseoppijat suhtautuivat vastausten keskiarvojen perusteella<br />
lievästi kielteisesti väitteisiin verkko-opiskelun työläydestä ja suuresta tehokkuudesta (käyttöaika<br />
>1 h / käyttöaika < 1h: keskiarvot 2,5 / 2,4 (D1); 2,3 / 2,3 (D2)). Yli ja alle yhden tunnin<br />
95
kurssialuetta käyttäneiden oppijoiden välillä ei ollut tässä suhteessa yksisuuntaisen Mann-Whitneyn<br />
testin perusteella tilastollisesti merkitsevää eroa (taulukko 10).<br />
Taulukko 10. Yli ja alle yhden tunnin kurssialuetta käyttäneiden oppijoiden sitoutuminen opiskeluun<br />
ja heidän käsityksensä opiskelun luonteesta verkossa: ymmärsin, mikä oli kurssilla keskeistä,<br />
ja mihin kurssilla oppimaani tarvitsen (C24), otin vastuun oppimisestani ja panostin kurssin<br />
suorittamiseen (C25), hain tietoa itsenäisesti perehtyessäni kurssin aihepiiriin (C26), opiskelu<br />
verkossa oli työlästä (D1), asioiden oppiminen oli verkossa hyvin tehokasta (D2). 1 = täysin eri<br />
mieltä, 5 = täysin samaa mieltä. p(U): testisuureen U arvon todennäköisyys Mann-Whitneyn testissä.<br />
Kysymys Järjestyslukujen keskiarvo U p(U)<br />
Käyttöaika > 1 h Käyttöaika < 1 h (n1=10, n2=9)<br />
C24 10,8 9,1 37,0 0,271<br />
C25 12,0 7,8 25,0 0,056<br />
C26 12,1 7,7 24,0 0,048<br />
D1 10,2 9,8 43,5 0,468<br />
D2 10,1 9,9 44,5 0,500<br />
8. JOHTOPÄÄTÖKSET JA EHDOTUKSET<br />
Kehittämishankkeen ensimmäisen vaiheen tärkein osa oli verkkokeskustelujen hyödyllisyyden ja<br />
toimivuuden testaaminen fysiikan laskutaidon oppimista painottavalla yliopistollisen fysiikan peruskurssilla.<br />
Lähtökohta toteutettuun opetuskokeiluun oli siinä hyvin erilainen kuin yliopiston fysiikan<br />
laitoksen tarjoamassa verkko-opetuksessa, minkä sisältönä on fysiikan opettaminen fysiikan<br />
oppimisen sijasta. Toteutettuun opetuskokeiluun liittyvä toinen ero fysiikan laitoksen verkko-opetukseen<br />
verrattuna oli se, että vain harvat maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan fysiikan<br />
oppijoista heidän lukumääräänsä nähden hyödynsivät verkko-opiskelua opintojensa osana<br />
fysiikka II -kurssilla. Mikroverkon avulla tapahtuvaan opiskeluun liittyi oppijoiden keskuudessa<br />
muutosvastarintaa ja epätietoisuutta, joihin voitaneen jatkossa vaikuttaa aikaisempaa tehokkaammalla<br />
tiedottamisella verkko-opiskeluvaihtoehdosta, kun ongelma tunnetaan. Yhteistä sekä fysii-<br />
96
kan laitoksen että fysiikka II –kurssin verkko-opetukselle olivat kuitenkin oppijoiden välisestä<br />
verkkokeskustelusta saadut hyvin samanlaiset negatiiviset kokemukset. Nämä kokemukset eivät<br />
rohkaise keskustelumallin käyttämiseen jatkossa keskeisenä opetusmuotona maatalous-metsätieteellisen<br />
tiedekunnan fysiikan verkko-opetuksessa. Keskustelumallin toimivuuden kannalta opetuksessa<br />
oli ratkaisevan tärkeää se, että malli osoittautui kokeilussa vaativaksi opetusmuodoksi,<br />
minkä edellyttämään kollaboratiiviseen työskentelyyn fysiikan noviisioppijoilla ei ollut valmiuksia<br />
hallussaan. Opetuskokeilun lopputulos oli tältä osin vaativan opetustavan epäonnistumisalttiudesta<br />
kirjallisuustutkimuksenkin perusteella vedetyn johtopäätöksen mukainen (s. 55). Verkkokeskustelujen<br />
onnistuminen nyt koettua paremmin olisi edellyttänyt vähintäänkin keskusteluihin<br />
osallistumisen sitomista kurssin läpäisemiseen ja oppijoiden valmentamista etukäteen kollaboratiiviseen<br />
työskentelyyn (ks. Schmidt ym., 2007, s. 32), mihin käytettävissä olevia opetusresursseja<br />
ei voida käyttää. Yhteishengen luominen kollaboratiivisen työskentelyn onnistumiseksi<br />
olisi saattanut edellyttää myös yhteisiä kokoontumisia henkilökohtaisten suhteiden luomiseksi<br />
oppijoiden välille Jönssonin (2005) kuvaileman esimerkin mukaisesti (s. 24). Lyhyiden ja tiiviiden<br />
koko tiedekunnan peruskurssien kysymyksessä ollen opetus- ja oppimisajan käyttäminen<br />
yhteenkuuluvuuden tunteen luomiseksi ryhmätyöskentelyn perustaksi ei ole kuitenkaan luontevaa.<br />
Yhteiset kokoontumiset saattaisivat sen lisäksi jopa vähentää verkko-opiskelun houkuttelevuutta<br />
opiskelumuotona, koska ne rajoittaisivat oppijoiden mahdollisuutta ajasta ja paikasta vapaaseen<br />
opiskeluun. Useimmat opetuskokeiluun osallistuneet oppijat pitivät sanallisessa palautteessaan<br />
kyseistä piirrettä tärkeänä syynä opiskelutapansa valinnalle.<br />
Verkko-opiskelu on useimmille vasta tiedekunnassa opiskelunsa aloittaneille oppijoille uusi asia,<br />
minkä luonteeseen sopeutuminen vaatinee vielä nykyisellään oman aikansa. Monien oppijoiden<br />
verkko-opiskeluun liittyviä ennakkoasenteita kuvannevat hyvin seuraavat kurssien opiskelijapalautteeseen<br />
sisältyneet asiaan liittyvät kommentit:<br />
”M.H. opettaa hyvin, ainakaan itseäni ei kiinnosta mikään verkko-opetus” (nainen, fysiikka I,<br />
ensimmäinen opiskelijakysely, syksy 2006)<br />
”Verkko-opiskelusta ylipäänsä enemmän infoa: sitä olisi voinut havainnollistaa Blackboardin<br />
avulla ekalla luennolla, että miten homma toimii ja mitä verkossa ylipäänsä<br />
saattoi tehdä kurssiin liittyen. Homma jäi epäselväksi, eikä oma kiinnostus riittänyt ottamaan<br />
asiasta selvää.” (mies, fysiikka I, syksy 2007)<br />
97
Tällaisten kommenttien perusteella on ilmeistä, että uusien opiskelijoiden perehdyttämisessä yliopiston<br />
ja Viikin alueen Intranetin käyttöön kannattaisi käsitellä syvällisesti myös verkko-opiskelun<br />
oppijalle ja oppimiselle asettamia vaatimuksia, ja valmentaa oppijoita henkisesti ottamaan<br />
verkko-opiskelun edellyttämää vastuuta opinnoista heti opintojen alussa. Tällä tavoin voitaisiin<br />
luoda pohjaa myös kollaboratiivisen työskentelyn onnistumiselle verkossa jo tiedekunnan perusopinnoissa<br />
tai myöhemmin, kun se kurssien opiskelijamäärien pienentymisen tai muiden syiden<br />
vuoksi on mahdollista. Fysiikan verkko-opiskelusta oli nytkin tarjolla oppijoille tietoa kirjallisen<br />
hypertekstin muodossa, mutta sen saavuttaminen edellytti ylimääräistä omaa aktiivisuutta toisin<br />
kuin sopeutuminen ajatukseen kurssin suorittamisesta tavanomaisella perinteisellä tavalla. Yleisen<br />
verkko-opiskelua koskevan tietouden jakaminen keskitetysti tiedekunnan opintoihin orientoivassa<br />
jaksossa saattaisi tuoda tällaisen tiedon oikeassa vaiheessa myös opinnoissaan vähemmän<br />
aktiivisten oppijoiden ulottuville. Samalla se painottaisi kyseisen tiedon tärkeyttä muun tärkeän<br />
tiedon joukossa.<br />
Itsenäiseen opiskeluun perustuva fysiikka I -kurssin suorittamistapa osoittautui vähäisestä ensimmäisen<br />
järjestämiskertansa suosiosta huolimatta kyseisen opiskelutavan valinneiden oppijoiden<br />
kannalta menestykseksi. Oppijoiden omat arviot opiskelutavasta olivat myönteisiä erityisesti vähän<br />
fysiikkaa lukiossa opiskelleen oppijan B osalta:<br />
”Lopuksi haluan vielä kiittää tästä mahdollisuudesta suorittaa fysiikan opinnot verkossa! Se oli<br />
todellinen pelastus tällaiselle kokopäivätöissä olevalle. Tehtävien taso oli myös erinomainen, sillä<br />
asiat todella menivät tajuntaan (lähtötasoni oli todella vaatimaton). Minulla on aiemmin ollut<br />
vähän asenneongelma fysiikan suhteen, mutta nyt, onnistumisen elämysten kautta pääsin siitä<br />
ainakin vähän eroon!”<br />
Kyseinen opiskelutapa oli myös opettajan kannalta sekä vaivaton että yksinkertaisuutensa vuoksi<br />
palkitseva. Suorittamistapa kannattaa siksi säilyttää, ja sitä kannattaa kehittää eteenpäin esimerkiksi<br />
lisäämällä vastattavien kysymysten määrää ja simulaatioiden ja visuaalisten elementtien<br />
määrää teemasivuilla. Sivuston laajentamisen vaihtoehtona on mahdollista harkita myös fysiikka<br />
I- verkkokurssin nykyisen opintopistemäärän pienentämistä paremmin oppijoiden todellista työmäärää<br />
vastaavaksi. Vakavasti kannattaa myös harkita sitä vaihtoehtoa, että fysiikka I-kurssi olisi<br />
kokonaan tai verkkovaihtoehdon osalta fysiikan periaatteiden ja rakenteiden ymmärtämiseen<br />
tähtäävään kvalitatiiviseen fysiikkaan ja lukion fysiikka 1 -kurssin tasoiseen laskutaitoon perustuva<br />
kurssi. Tämä vaihtoehto saattaisi olla ratkaisu fysiikka I- kurssiin perinteisesti liittyvään<br />
98
”paljon nopeasti” -ongelmaan, mikä kuormittaa erityisesti lukiossa vähän fysiikkaa opiskelleiden<br />
oppijoiden kykyä oppia soveltamaan eikä vain ulkoisesti toistamaan oppimaansa. Uudenlaisen<br />
lähestymistapansa vuoksi se saattaisi motivoida silloin myös lukiossa paljon fysiikkaa opiskelleita<br />
oppijoita, joille heikoimpien oppijoiden erityinen huomioon ottaminen opetuksessa saattaa nykyisin<br />
olla rasite.<br />
Fysiikka I –kurssin muuttamisella verkkokurssiksi voitaisiin säästää myös fysiikan opetusresursseja<br />
ja suunnata niitä vaativan matemaattisemman fysiikan ja harjoitustöiden opettamiseen fysiikan<br />
muilla kursseilla JOT-periaatteen mukaisesti. Tämän vision toteutuminen edellyttäisi niiltä<br />
tiedekunnan tutkintoaineilta, joiden tutkintovaatimuksiin sisältyy vain fysiikka I –kurssi, sen<br />
määrittelyä, miten paljon ja minkälaista fysiikan osaamista niiden alalla tarvitaan. Tiedekunnan<br />
fysiikan opetuksen sisällöllistä kehittämistä vuonna 1993 pohtinut työryhmä harkitsi aikanaan<br />
sen kaltaista mahdollisuutta ja suoritti tiedusteluja siitä, voisiko tiedekunnan fysiikan opetus rakentua<br />
opetuksen laadullisen pyramidiperiaatteen pohjalle. Aika, asenteet ja tieto eri tavoista<br />
opettaa fysiikkaa eivät kuitenkaan silloin olleet kypsät ajatuksen toteuttamiselle. Opetusteknologian<br />
kehittymisen ja fysiikan opetuksessa jo toteutuneiden muutosten mukanaan tuomat mahdollisuudet<br />
fysiikan perusopetuksen järjestämiseksi tiedekunnassa uudella tavalla ovat nykyisin täysin<br />
toiset kuin 15 vuotta sitten. Ajatus kannattaa siksi ottaa uudelleen tarkasteltavaksi nykyisen<br />
tietämyksen ja tilanteen valossa.<br />
Tehdyistä opetuskokeiluista saadut oppimistulokset ja opiskelijapalaute osoittivat, että verkkoopiskelulla<br />
ja perinteisellä opiskelutavalla ei ollut fysiikka I- ja fysiikka II -kursseilla fysiikan<br />
oppimisen tai opintomenestyksen kannalta eroa. Tämä tulos on asiaa koskevien tutkimusten<br />
meta-analyyseissa aikaisemmin saatujen tulosten mukainen (Johnson 2007). Verkko-opiskelumahdollisuus<br />
joko muuta opiskelua täydentävänä opiskelumuotona tai itseopiskeluna oppikirjan<br />
lukemisen ohessa ovat siten nykymuodossaan ensisijaisesti maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan<br />
fysiikan perusopetusta rikastuttava piirre. Oppijoille se tarjoaa vaihtoehtoja opiskella monipuolisesti<br />
ja tarpeen vaatiessa täsmentää tai täydentää oppimaansa joko teema- ja esimerkkisivuilla<br />
esitetyn tiedon tai sivujen jatkolinkkien avulla työskennellen. Myös fysiikka II –kurssiin<br />
kannattaa siksi jatkossakin sisällyttää verkko-opiskeluvaihtoehto, mikä perustuu verkkoavusteiseen<br />
tai itsenäiseen opiskeluun fysiikka I –kurssin rakennetta vastaavan kurssialueen avulla opis-<br />
99
kellen. Tämä edellyttää fysiikka I-kurssin sähköisiä itsearviointikysymyksiä vastaavan kysymyssarjaston<br />
liittämistä kurssialueeseen ja siitä päättämistä, mitä tarvetta ja tarkoitusta näihin kysymyksiin<br />
vastaaminen palvelee. Kurssialueen käytön ja jatkokehittämisen kannalta erityisen tärkeää<br />
on myös sitoa oppijoiden kurssialueen käyttö sopivalla tavalla kurssin läpäisemiseen. Sähköisiin<br />
kysymyksiin vastaaminen voisi olla esimerkiksi osa fysiikka II -kurssinkin suoritusta fysiikka<br />
I –kurssin tavoin. Myös oppimisesta annettavan sähköisen palautteen kehittäminen sekä<br />
kurssialueen sanaston laajentaminen ja sen avulla tapahtuvan kurssin sisältöä koskevan tiedon<br />
yhdistelyn tehostaminen ovat fysiikka II –kurssin osalta varteenotettavia jatkokehityksen kohteita.<br />
9. KIRJALLISUUSLUETTELO<br />
Aalst, J. van, 2000: An introduction to physics education research. Canadian Journal of Physics,<br />
78, 57-71.<br />
Anderson, J.R., L.M. Reder and H.A. Simon, 2000: Applications and misapplications of cognitive<br />
psychology to mathematical education. Texas Educational Review, 1(2), 29-49. Available<br />
at: http://www.contrib.andrew.cmu.edu/~reder/publications/Applic.MisApp.pdf.<br />
Anderson, T., 2003: Getting the mix right again: An updated and theoretical rationale for interaction.<br />
International Review of Research in Open and Distance Learning, 4(2), article 13.<br />
–, 2004: Toward a theory of online learning. Teoksessa: Anderson, T. ja F. Elloumi (Toim.):<br />
Theory and Practice of Online Learning. Athabasca University, Kanada. 33-60.<br />
Ausubel, D.P., 1968: (Ref. Nevgi ja Lindblom-Ylänne, 2002b).<br />
Balasubramanya, M.K., P.H. Cox, J. Espinosa, O. Gonzales, L.D. Hewett, P.J. Lawrence, H.<br />
Leckenby, D.K. Marble, Q. Ni, D.J. Suson and V.L. Willson, 2004: Creating a distributed<br />
physics department. American Journal of Physics, 72, 359-363.<br />
Barojas, J. and J. Sierra, 2002: Teachers as architects of knowledge in e-learning. Teoksessa:<br />
Santana, G.A. ja V. Uskov (Toim.): Proceedings of the IASTED 2002 Conference Computers<br />
and Advanced Technology in Education (CATE 2002). IASTED ACTA Press, Anaheim, Yhdysvallat.<br />
186-190. Saatavilla Internetissä: http://www.alexandria21.net/arts/art01.pdf.<br />
Bennett, J., S. Hogarth and F. Lubben, 2003: A systematic review of the effects of context-based<br />
100
and Science-Technology-Society (STS) approaches in the teaching of secondary science.<br />
University of York, Department of Educational Studies: Research Paper 2005/02, Iso-Britannia.<br />
14 siv.<br />
Bonham, S.W. and R.J. Beichner, 2001: Online homework: Does it make a difference? The Physics<br />
Teacher, 39, 293–296.<br />
–, D.L. Deardorff and R.J. Beichner, 2003: Comparison of student performance using web and<br />
paper-based homework in college-level physics. Search in Science Teaching, 40, 1050–1071.<br />
Carey, S., 1999: The use of WebCT for a highly interactive virtual graduate seminar. Computer<br />
Assisted Language Learning, 2, 371–380.<br />
Christie, M.C, 2003: Towards a pedagogy of e-learning. Paper presented at the International<br />
Conference on Network Universities and e-Learning, Valencia, Spain. Available at: http://<br />
www.upv.es/menuconf/CD MENU CONFERENCE/1B Education/michel_christie.pdf.<br />
Clinch, J. and K. Richards, 2002: How can the Internet be used to enhance the teaching of physics?<br />
Physics Education, 37, 109-113.<br />
Cobb, P., J. Confrey, A.DiSessa, R. Lehrer and L. Schauble, 2003: Design experiments in educational<br />
research. Educational Researcher, 32, 9-13.<br />
Dancy, M. and C. Henderson, 2007: Framework for articulating instructional practices and conceptions.<br />
Physical Review Special Topics - Physics Education Research, 3, 010103.<br />
Doolittle, P.E., 1999: Constructivism and online education. Teoksessa: Proceedings of 1999<br />
Online Conference on Teaching Online in Higher Education. Fort Wayne, Indiana, Yhdysvallat.<br />
1-13. Saatavilla Internetissä: http://edpsychserver.ed.vt.edu/workshops/ tohe1999/text/<br />
doo2.pdf.<br />
Edelson, D.C., 2002: Design research: What we learn when we engage in design. The Journal of<br />
the Learning Sciences, 11, 105-121.<br />
Engström, Y., 1981: Mielekäs oppiminen ja opetus. Valtion koulutuskeskus, Julkaisusarja B nro<br />
17. Helsinki. 29 siv.<br />
Enkenberg, J., 2000: Oppimisesta ja opetusmalleista yliopistokoulutuksessa. Teoksessa: Enkenberg<br />
J., P. Väisänen ja E. Savolainen (Toim.): Opettajatiedon kipinöitä: Kirjoituksia pedagogiikasta.<br />
Joensuun yliopisto, Savonlinnan opettajankoulutuslaitos. 7-33. Saatavilla Internetissä:<br />
http:// sokl.joensuu.fi/verkkojulkaisut/kipinat/JormaE.htm.<br />
–, 2004: Yliopistopedagogiikka haasteena ja kehittämisen kohteena. Teoksessa: Enkenberg, J.,<br />
101
E. Savolainen ja P. Väisänen (Toim.): Tutkiva opettajankoulutus – taitava opettaja. Joensuun<br />
yliopisto, Savonlinnan opettajakoulutuslaitos. 7-21. Saatavilla Internetissä: http://sokl.joensuu.fi/<br />
verkkojulkaisut/tutkivaope/enkenberg.htm.<br />
Eriksson, L, E. Johansson, N. Kettaneh-Wold and S. Wold, 1999: Introduction to Multi- and<br />
Megavariate Data Analysis using Projection Methods (PCA & PLS). UMETRICS AB,<br />
Umeå, Ruotsi. 490 siv.<br />
Esquembre, F., 2002: Computers in physics education. Computer Physics Communications, 147,<br />
13-18.<br />
Finkelstein, N.D., 2001: Context in the context of physics and learning. Teoksessa: Franklin, S.,<br />
J. Marx ja K. Cummings (Toim.): Physics Education Research Conference Proceedings.<br />
PERC Publishing, Rochester, New York, Yhdysvallat. 1-4. Saatavilla Internetissä: http://<br />
lchc.ucsd.edu/nfinkels/ perc.context.pdf.<br />
–, 2005: Learning physics in context: a study of student learning about electricity and magnetism.<br />
International Journal of Science Education, 27, 1187–1209.<br />
Fox, R., 2001: Constructivism examined. Oxford Review of Education, 27, 23-35.<br />
Gardner, H., 1994: The Creators’ Patterns. Teoksessa: Boden, M. A. (Toim.): Dimensions of<br />
Creativity, MIT Press, Cambridge, Massachusetts, Yhdysvallat. 143-158.<br />
Gerace, W.J. and I.D. Beatty, 2005: Teaching vs. learning: Changing perspectives on problem<br />
solving on physics instruction. An invited talk at the 9th Common Conference of the Cyprus<br />
Physics Association and Greek Physics Association: Developments and Perspectives in<br />
Physics – New Technologies and Teaching of Science, Nicosia, Cyprus. Cornell University<br />
Library, arXiv:physics/0508131v1.<br />
Gijbels, D., G. van de Watering, F. Dochy, and P. van den Bossche, 2005: New learning environments<br />
and constructivism: The students’ perspective. Instructional Science, 34, 213–226.<br />
Glaserfeld, E. von, 1989: Constructivism in education. Teoksessa: Husen, T. ja T.N. Postelethwaite<br />
(Toim.): The International Encyclopedia of Education I. Pergamon Press, Oxford, Iso-<br />
Britannia. 162-163.<br />
Greene, R.L., 2001: Illuminating physics via web-based self-study. The Physics Teacher, 39,<br />
356-360.<br />
Gros, B., 2001: Instructional design for computer-supported collaborative learning in primary<br />
and secondary school. Computers in Human Behavior, 17, 439–451.<br />
102
Gustafsson, P., 2002: Physics teaching at a distance. European Journal of Physics, 23, 469-474.<br />
Hake, R.R., 1998: Interactive-engagement vs traditional methods: A six-thousand-student survey<br />
of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics, 66, 64-<br />
74.<br />
–, 2002: Lessons from the physics education reform effort. Conservation Ecology, 5(2), article<br />
28.<br />
–, 2004: Design-Based Research: Old PER Wine in a New Bottle. http://www.physics.indiana.<br />
edu/~hake/PERC2004-Hake6.pdf.<br />
–, 2005: Will the No Child Left Behind Act Promote Direct Instruction of Science? Bulletin of<br />
the American Physical Society, 50, 851. Available at: http://physics.indiana.edu/~hake/Will<br />
NCLBPromoteDSI-3.pdf.<br />
–, 2007a: Design-Based Research in Physics Education Research: A Review," Teoksessa: Kelly,<br />
A.E., R.A. Lesh ja J.Y. Baek (Toim.): Handbook of Design Research Methods in Mathematics,<br />
Science, and Technology Education. Lawrence Erlbaum Associates, Mahwah, NJ, Yhdysvallat.<br />
Painossa. Saatavilla Internetissä: http://www.physics.indiana.edu/~hake/DBR-Physics3.pdf.<br />
–, 2007b: Cognitive science and physics education research: What we’ve got here is failure to<br />
communicate. Submitted to Journal of Learning Science. Available at: http://www.physics.<br />
indiana.edu/~hake.<br />
–, 2007c: Six lessons from the physics education reform effort. Latin American Journal of Physics<br />
Education, 1, 24-31.<br />
Hannafin, M.J. and S.M. Land, 1997: Student centered learning and interactive multimedia: status,<br />
issued, and implication. Contemporary Education, 68, 94-99.<br />
Heller, K.J., 1999: Introductory physics reform in the traditional format: An intellectual framework.<br />
Newsletter of the Forum on Education of the American Physical Society, Summer<br />
1999, 7-9.<br />
Heron, P.R.L. ja Meltzer, D.E., 2005: The future of physics education research: Intellectual<br />
challenges and practical concerns. American Journal of Physics, 73, 390-394.<br />
Hickey, D.T., 1997: Motivation and contemporary socio-constructivist instructional perspectives.<br />
Educational Psychologist, 32, 175-193.<br />
Hmelo-Silver, C.E., R.G. Duncan and C.A. Chinn, 2007: Scaffolding and achievement in prob-<br />
103
lem-based and inquiry learning: A response to Kirschner, Sweller, and Clark (2006). Educational<br />
Psychologist, 42, 99–107.<br />
Häkkinen, P. ja M. Arvaja, 1999: Kollaboratiivinen oppiminen teknologiaympäristöissä. Teoksessa:<br />
Eteläpelto, A. ja P. Tynjälä (Toim.): Oppiminen ja asiantuntijuus. Työelämän ja koulutuksen<br />
näkökulmia. WSOY, Juva. 206-221.<br />
Ihanainen, P., P. Hietala, P. Mäkinen, S. Rannikko ja A. Koskinen, 2004: Verkko-oppimisen<br />
käytäntöjä, malleja ja työkaluja. Opetushallitus, Helsinki. 156 siv.<br />
Jauhiainen, J., J. Lavonen, I. Koponen ja K. Kurki-Suonio, 2002: Experiences from long-term inservice<br />
training for physics teachers in Finland. Physics Education, 37, 128-134.<br />
Jenkins, E.W., 2000: Constructivism in school science education: Powerful model or the most<br />
dangerous intellectual tendency? Science & Education, 9, 599–610.<br />
Johnson, G., 2007: Restricted versus unrestricted learning: Synthesis of recent meta-analyses.<br />
AACE Journal, 15, 267-278.<br />
Jonassen, D. H., 1994: Thinking technology. Toward a constructivist design model. Educational<br />
Technology, 34 (4), 34–37.<br />
−, 1995: Supporting communities of learners with technology: a vision for integrating technology<br />
with learning in schools. Educational Technology, 35, 60-63.<br />
−, 1997: Instructional design models for well-structured and ill-structured problem-solving learning<br />
outcomes. Educational Technology Research and Development, 45, 65-94.<br />
−, 1999: Designing constructivist learning environments. Teoksessa: Reigeluth, C.M. (Toim.):<br />
Instructional design theories and models: A new paradigm of instructional theory. Vol. II.<br />
Lawrence Erlbaum Associates, Mahwah, New Jersey, Yhdysvallat. 215-239.<br />
Joolingen, W.R., van, T. de Jong and A. Dimitrakopoulou, 2007: Issues in computer supported<br />
inquiry learning in science. Journal of Computer Assisted Learning, 23, 111–119.<br />
Juuti, K., 2005: Towards Primary School Physics Teaching and Learning. Design Research<br />
Approach. Academic dissertation. University of Helsinki, Department of Applied Sciences of<br />
Education, Report Series 256. 157 siv.<br />
Jönsson, B-A., 2005: A case study of successful e-learning: A web-based distance course in<br />
medical physics held for school teachers of the upper secondary level. Medical Engineering<br />
& Physics, 27, 571-581.<br />
Keeves, J., 2002. Learning in schools: A modelling approach. International Education Journal,<br />
104
3, 114-125.<br />
Kirschner, P.A., J. Sweller and R. E. Clark, 2006: "Why minimal guidance during instruction<br />
does not work: an analysis of the failure of constructivist, discovery, problem-based, experiential,<br />
and inquiry-based teaching". Educational Psychologist, 41, 75-86.<br />
Kirstein, J. and V. Nordmeier, 2007: Multimedia representation experiments in physics. European<br />
Journal of Physics, 28, 115-126.<br />
Koponen, I.T., T. Mäntylä ja Lavonen, J., 2002: Challenges of web-based education in physics<br />
teachers’ training. Teoksessa: Proceedings of the International Conference on Information<br />
and Communication Technologies in Education (ICTE 2002), Badajoz, Spain. 291-295. Saatavilla<br />
Internetissä: http://per.physics.helsinki.fi/eng/publica-tions/proceedings/e_ed_ inPTE.<br />
PDF.<br />
Kuhn, D., 2007: Is direct instruction an answer to the right question? Educational Psychologist,<br />
42, 109-113.<br />
Kurki-Suonio, K. ja R. Kurki-Suonio, 1994. Fysiikan merkitykset ja rakenteet. Limes, Helsinki.<br />
401 siv.<br />
–, 1998: Ajatuksia didaktisesta fysiikasta. Teoksessa: Lavonen, J. ja M. Erätuuli (Toim.): Tuulta<br />
purjeisiin. Matemaattisten aineiden opetus 2000-luvulle. Atena Kustannus, Jyväskylä. 62-82.<br />
Lappi, O., 2005. Opettaminen verkossa ja verkko-opiskelu. http://home.edu.helsinki.fi/~olappi/<br />
yopeda/verkkoopas/verkkoopetusopas.htm (Vierailtu 11.11.2006).<br />
Lawson, A.E., 2000: How do humans acquire knowledge? And what does that imply about the<br />
nature of knowledge? Science & Education, 9, 577–598.<br />
Lemckert, C. and J. Florance, 2002: Real-time Internet mediated laboratory experiments for distance<br />
education students. British Journal of Educational Technology, 33, 99-102.<br />
Levander, L.M. ja S. Repo-Kaarento, 2002: Educational development at the Faculty of Agriculture<br />
and Forestry – ‘JUONTO’ Programme 1998-2002. http://www.mm.helsinki.fi/juonto/<br />
juontoenglish.html (Vierailtu 27.12.2007).<br />
Lindblom-Ylänne, S. ja A. Nevgi, 2004: Oppimisympäristöt. Teoksessa: Lindblom-Ylänne, S. ja<br />
A. Nevgi (Toim): Yliopisto- ja korkeakouluopettajan käsikirja. WSOY, Helsinki. 54-66.<br />
Liu, C.H. and Matthews, R., 2005: Vygosky’s philosophy: Constructivism and its criticisms examined.<br />
International Education Journal, 6, 386-399.<br />
105
McDermott, L.C., 2001: Oersted medal lecture 2001: ”Physics education research - The key to<br />
student learning”. American Journal of Physics, 69, 1127-1137.<br />
– and E.F. Redish, 1999: RL-PER1: resource letter on physics education research. American<br />
Journal of Physics, 67, 755-767.<br />
Mannisenmäki, E., 2000: Oppija verkossa – yksin ja yhdessä. Teoksessa: Matikainen, J. ja J.<br />
Manninen (Toim.): Aikuiskoulutus verkossa: verkkopohjaisten oppimisympäristöjen teoriaa<br />
ja käytäntöä. Helsingin yliopisto, Lahden tutkimus- ja koulutuskeskus. 109-120.<br />
Martens, R., M. Valcke, P. Poelmans and Daal, M., 1996: Functions, use and effects of embedded<br />
support devices in printed distance learning materials. Learning and Instruction, 6, 77–93.<br />
–, M. Valcke, S. Portier, H. Weges and P. Poelmans, 1997: Research with interactive learning<br />
environments in three content domains: Descriptive statistics, continuous mathematics and<br />
substantive criminal law. Distance Education, 18, 44–58.<br />
–, T. Bastianes and P.A. Kirschner, 2007: New learning design in distance education: The impact<br />
on student perception and motivation. Distance Education, 28, 81-93.<br />
Matthews, M.R., 1992: Old wine in new bottles: A problem with constructivist epistemology.<br />
Teoksessa: Alexander, H.A. (Toim.): Philosophy of Education Yearbook 1992. Philosophy of<br />
Education Society, Urbana, Illinois, Yhdysvallat. 303–311. Saatavilla Internetissä: http://<br />
www.ed.uiuc.edu/ EPS/PES-Yearbook/ 92_docs/ Matthews. HTM.<br />
–, 1993: Constructivism and science education: some epistemological problems. Journal of Science<br />
Education and Technology, 2, 359-370.<br />
–, 2000: Constructivism in science and mathematics education. Teoksessa: Phillips, D.C.<br />
(Toim.): National Society for the Study of Education, 99th Yearbook. University of Chicago<br />
Press, Chicago, Illinois, Yhdysvallat. 161-192. Saatavilla Internetissä: http://wwwcsi.unian.<br />
it/educa/ inglese/matthews.html<br />
–, 2002: Constructivism and science education: a further appraisal. Journal of Science Education<br />
and Technology, 11, 121-134.<br />
Matthews, P.S.C., 2000: Learning science: Some insights from cognitive science. Science and<br />
Education, 9, 507-535.<br />
Mayer, R., 2004: "Should there be a three-strikes rule against pure discovery learning? The case<br />
for guided methods of instruction". American Psychologist, 59, 14-19.<br />
Meixner, J., 1997: (Ref. Terhart, 2003).<br />
106
Miettinen, R., 2000: Konstruktivistinen oppimisnäkemys ja esineellinen toiminta. Aikuiskasvatus,<br />
20, 276-292.<br />
Morote, E.-S. and D.E. Pritchard, 2002: What course elements correlate with improvement on<br />
tests in introductory Newtonian mechanics? Paper presented at the National Association for<br />
Research in Science Teaching (NARST) 2002 Conference, New Orleans, U.S.A. Available<br />
at: ERIC Doument Reproduction, Service no. ED 463979.<br />
Morss, D.A., 1999: A study of student perspectives on Web-based learning: WebCT in the classroom.<br />
Internet Research, 9, 393–408.<br />
Mänty, I. ja P. Nissinen, 2005: Ideasta toteutukseen - verkko-opetuksen suunnittelu ja hallinta.<br />
Laurea-ammattikorkeakoulun julkaisusarja C9. Edita Prima, Helsinki. 77 siv. Saatavilla Internetissä:<br />
http://www.laurea.fi/net/fi/05_Julkaisutoiminta/03_Muut/IDEASTA_TOTEUTUK-<br />
SEEN_-_verkko-opetuksen_suunnittelu_ja_hallinta/C9.pdf.<br />
Nevgi, A.ja S. Lindblom-Ylänne, 2004a: Johdanto yliopistopedagogiikkaan. Teoksessa: Lindblom-Ylänne,<br />
S. ja A. Nevgi (Toim): Yliopisto- ja korkeakouluopettajan käsikirja. WSOY,<br />
Helsinki. 14-28.<br />
–, S. Lindblom-Ylänne, 2004b: Oppimisnäkemykset antavat perustan opetukselle. Teoksessa:<br />
Lindblom-Ylänne, S. ja A. Nevgi (Toim): Yliopisto- ja korkeakouluopettajan käsikirja.<br />
WSOY, Helsinki. 82-116.<br />
–, S. Lindblom-Ylänne ja J. Kurhila, 2004: Yliopisto-opetusta verkossa. Teoksessa: Lindblom-<br />
Ylänne, S. ja A. Nevgi (Toim): Yliopisto- ja korkeakouluopettajan käsikirja. WSOY, Helsinki.<br />
403-425.<br />
Nichols, M., 2003: A theory for eLearning. Journal of Educational Technology & Society, 6(2),<br />
1-10.<br />
O’Donnell, A. M., 2004: A Commentary on Design Research. Educational Psychologist, 39, 255<br />
-260.<br />
Ogilvie, C., 2000: Effectiveness of different course components in driving gains in conceptual<br />
understanding. Internal report, Department of Physics at MIT, Cambridge, Yhdysvallat. 11<br />
siv. Available at: http://relate.mit.edu/ogilvie.pdf.<br />
Osborne, J., 1996: Beyond constructivism. Science Education, 80, 53-82.<br />
Palmer, D., 2005: A motivational view of constructivist-informed teaching. International Journal<br />
of Science Education, 27, 1853-1881.<br />
107
Persin, R., 2002: Web-assisted instruction in physics: An enhancement to block scheduling.<br />
American Secondary Education, 30(3), 61-69.<br />
Pesonen, S., 2000: Www-ympäristön erityispiirteet ja didaktiikka. Teoksessa: Matikainen, J. ja J.<br />
Manninen (Toim): Aikuiskoulutus verkossa. Verkkopohjaisten oppimisympäristöjen teoriaa<br />
ja käytäntöä. Helsingin yliopisto, Lahden tutkimus- ja koulutuskeskus. 81-92.<br />
Phillips, D.C., 1995. The good, the bad, and the ugly: The many faces of constructivism. Educational<br />
Researcher, 24(7), 5-12.<br />
Pitkäniemi, H. 2000. Teoreettinen metodologia opetuksen kokonaismallin tutkimuksessa. Didacta<br />
varia, 5(2), 43-65.<br />
Poikela, S., 1998: Ongelmaperustainen oppiminen. Uusi tapa oppia ja opettaa? Ammattikasvatussarja<br />
19. Tampereen yliopisto, opettajankoulutuslaitos, Hämeenlinna. 97 siv.<br />
Prince, M., 2004: Does active learning work? A review of the research. Journal of Engineering<br />
Education, 93, 223–31.<br />
– and R.M. Felder, 2006: Inductive teaching and learning methods: Definitions, comparisons,<br />
and research bases. Journal of Engineering Education, 95, 123–38.<br />
Puolimatka, T., 1999. Constructivism, knowledge, and manipulation. Philosophy of Education<br />
Yearbook 1999. Philosophy of Education Society, Urbana, Illinois, Yhdysvallat. Available<br />
at: http://www.ed.uiuc.edu/eps/PES-Yearbook/ 1999/puolimatka.asp.<br />
Rapo, A., 2007: Ohjaus tekee verkko-oppimisesta onnistuneen elämyksen. Ammatillisten Opettajakorkeakoulujen<br />
Verkkolehti Sisukas. http://sisukas.jamk.fi/content/view/36/69/ (Vierailtu<br />
26.8.2007)<br />
Redish, E.F., 1997: New models of physical instruction based on physics education research.<br />
Teoksessa: Deutsche Physikalische Gesellschaft, Fachverband Didaktik der Physik (Hrsg.):<br />
Vorträge-Physikertagung 1997. DPG GmbH, Berlin, Saksa. 51–66. Saatavissa Internetissä:<br />
ERIC Document Reproduction, Service no. ED 438184.<br />
–, 1999: Building a science of teaching physics. Millikan award lecture 1998. American Journal<br />
of Physics, 67, 562-573.<br />
–, 2004: A theoretical framework for physics education research: Modeling student thinking.<br />
Cornell University Library, arXiv:physics/0411149v1.<br />
Rinne, R., 2000: Yläasteen verkkoympäristössä toimivan valo-opin kurssin suunnittelu. Pro gradu-työ.<br />
Helsingin yliopisto, fysiikan laitos. 55 siv.<br />
108
Riski, T.M., 2003: Verkko-opetusohjelman monikriteerinen valintatyökalu. Diplomityö. Teknillinen<br />
korkeakoulu, teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto. 96 siv.<br />
Ruokamo, H. ja S. Pohjolainen, 1999: Etäopetus multimediaverkoissa (ETÄKAMU) –tavoitetutkimushanke.<br />
Teoksessa: Ruokamo, H. ja S. Pohjolainen (Toim.): Etäopetus multimediaverkoissa.<br />
Kansallisen multimediaohjelman ETÄKAMU-hanke. Digitaalisen median raportti<br />
1. Tekes, Helsinki. 1-63.<br />
Sabella, M.S. and E.F. Redish, 2007: Knowledge organization and activation in physics problem<br />
solving. American Journal of Physics, 75, 1017-1029.<br />
Salomon, G. and T. Globerson, 1989: When teams do not function the way they ought to. International<br />
Journal of Educational Research, 13, 89-100.<br />
Salovaara, H., 1997: Oppimisen teoriasta oppimisympäristöön. http://wwwedu.oulu.fi/okl/lo/kt2<br />
/oppymp.htm (Vierailtu 6.1.2007).<br />
Sassi, E., 2005: Some views about research in physics education. Paper presented at The First<br />
European Physics Education Conference EPEC-1, Bad Honnef, Germany. Available at: http:<br />
//www. physik.uni-mainz.de/ lehramt/epec/.<br />
Schmidt, H.G., S.M.M. Loyens, T. van Gog and Paas, F., 2007: Problem-based learning is compatible<br />
with human cognitive architecture: Commentary on Kirschner, Sweller, and Clark<br />
(2006). Educational Psychologist, 42, 91-97.<br />
Silander, P., 2003: Pedagogiset mallit ja ja käytänteet verkko-oppimisprosessin suunnittelun työkaluna.<br />
Teoksessa: Silander, P. ja H. Koli (Toim.): Verkko-opetuksen työkalupakki. Oppimisaihiosta<br />
oppimisprosessiin. Finn Lectura, Helsinki. 137-138<br />
–, 2003: Oppimista edistävät elementit keskeisissä pedagogisissa malleissa. Teoksessa: Silander,<br />
P. ja H. Koli (Toim.): Verkko-opetuksen työkalupakki. Oppimisaihiosta oppimisprosessiin.<br />
Finn Lectura, Helsinki. 192-195.<br />
Sitzmann, T., K. Kraiger, D. Stewart and R. Wisher, 2006: The comparative effectiveness of<br />
web-based and classroom instruction: A meta-analysis. Personnel Psychology, 59, 623–664.<br />
Sjøberg, E.W., 2007: Constructivism and learning. Teoksessa: Baker, E., B. McGaw ja P. Peterson<br />
(Toim.): International Encyclopaedia of Education (3rd Edition), Elsevier, Oxford,<br />
Iso-Britannia. Painossa. Saatavilla Internetissä: http://folk.uio.no/sveinsj/Constructivism_and<br />
_learning_Sjoberg.pdf.<br />
109
Smith, R.C. and E.F. Taylor, 1995: Teaching physics on line. American Journal of Physics, 63,<br />
1090-1096.<br />
Solomon, J., 1994: The rise and fall of constructivism. Studies in Science Education, 23, 1-19.<br />
Stone, J.E., 1996: Developmentalism: An obscure but pervasive restriction on educational improvement.<br />
Education Policy Analysis Archives, 4(8).<br />
Suchting, W.A.,1992: Constructivism Deconstructed. Science & Education, 1, 223-254.<br />
Suson, D.J., L.D. Hewett, J. McCoy and V. Nelson, 1999: Creating a virtual physics department.<br />
American Journal of Physics, 67, 520-523.<br />
Sweller, J. and S. Sweller, 2006: Natural information processing systems. Evolutionary Psychology,<br />
4, 434-458.<br />
–, P.A. Kirschner and R.E. Clark, 2007: Why minimally guided teaching techniques do not<br />
work: A reply to comments. Educational Psychologist, 42, 112-121.<br />
Tabakov, S., 2005: e-Learning in medical engineering and physics. Medical Engineering & Physics,<br />
27, 543-547.<br />
Taber, K.S., 2006: Constructivism’s new clothes: The trivial, the contingent, and a progressive research<br />
programme into the learning of science. Foundations of Chemistry, 8, 189-219.<br />
Terhart, E., 2003. Constructivism and teaching: a new paradigm in general didactics? Journal of<br />
Curriculum Studies, 35, 25-44.<br />
Tsaparlis, G., 2001: Theories in science education at the threshold of the third millenium. Chemistry<br />
Education: Research and Practice in Europe, 2, 1-4.<br />
Tuminaro, J. and E.F. Redish, 2007: Elements of a cognitive model of physics problem solving:<br />
Epistemic games. Physical Review Special Topics – Physics Education Research, 3, 020101.<br />
Valkama, H., 2004: Tutkimus - utile et dulce. Teoksessa: Kotila H. ja A. Mutanen (Toim.): Tutkiva<br />
ja kehittävä ammattikorkeakoulu. Edita Oy, Helsinki. 81-92.<br />
Wang, F. ja M. J. Hannafin, 2004: Using design-based research in design and research of technology-enhanced<br />
learning environments. Paper presented at the Annual Meeting of the American<br />
Educational Research Association, San Diego, California, U.S.A. Available at: http://<br />
www.maplewind.com/research/wanghannafin04a.pdf.<br />
Warnakulasooriya, R. and D.E. Pritchard, 2005: Learning and problem-solving transfer between<br />
physics web-based homework tutor. Teoksessa: Kommers, P. ja G. Richards (Toim.): Proceedings<br />
of World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommuni-<br />
110
cations 2005. AACE, Chesapeake, Virginia, Yhdysvallat. 2976-2983. Saatavilla Internetissä:<br />
http://relate.mit.edu/ timea.pdf.<br />
–, D.J. Palazzo and D.E. Pritchard, 2005: Evidence of problem-solving transfer in web-based<br />
Socratic tutor. Teoksessa: Heron, P., L. McCullough ja J. Marx, (Toim.): Proceedings of the<br />
2005 Physics Education Research Conference. AIP Conference Proceedings 818. AIP, New<br />
York, Yhdysvallat. 41-44. Saatavilla Internetissä: http://relate.mit.edu/ perc05.pdf.<br />
Weller, M., 2002: Delivering Learning on the Net: The Why, What and How of Online Education.<br />
RoutledgeFalmer, London, Iso-Britannia. 182 siv.<br />
Windschitl, M., 2002: Framing constructivism in practice as the negotiation of dilemmas: An<br />
analysis of the conceptual, pedagogical, cultural, and political challenges facing teachers. Review<br />
of Educational Research, 72, 131–175.<br />
Yli-Luoma, P.V.J. and A. Naeve, 2006: Towards a semantic e-learning theory by using a modelling<br />
approach. British Journal of Educational Technology, 37, 445-459.<br />
Yrjänäinen, S., 1998: Lukion kaikille yhteisen fysiikan kurssin suunnittelu ja toteutus tietoverkkoympäristössä.<br />
Laudatur-tutkielma. Helsingin yliopisto, fysiikan laitos. 50 siv.<br />
111
Liite A. Verkko-opetuksen mallin valinta<br />
Sisällöt<br />
Minkälaista tietoa?<br />
Mihin sisällöllä pyritään?<br />
Miten sisällöt tukevat henkilökohtaisten<br />
merkitysten syntyä<br />
/ vahvistusta?<br />
Sisällön luonne?<br />
Strukturoitu malli Puolistrukturoitu malli<br />
Faktatieto ja -taito<br />
- esine, paikka, aika, toimintatapa<br />
- yksiselitteinen määritelmä<br />
- materiaalit<br />
- työkalut<br />
- ennakolta sovitut toimintaperiaatteet<br />
- sopimukset<br />
jne.<br />
Sisällön<br />
- tunnistaminen<br />
- omaksuminen<br />
- toistaminen<br />
- suorittaminen<br />
- harjoittaminen<br />
- vahvistaminen<br />
Oppimisen kohteena "valmis"<br />
tieto<br />
Mistä on kysymys? Verkkoon toimitettu oppimateriaali<br />
+ tehtävät (+ tehtäväkohtainen<br />
palaute) - lineaarinen.<br />
Verkkoon toimitettu oppimateriaali<br />
+ tehtävät (+ tehtäväkohtainen<br />
palaute) sekä materiaalien<br />
ja tehtävien laajentava / syventävä<br />
uudelleenkäyttö – modulaarinen.<br />
Faktatieto ja -taito sekä sen käyttökokemukset<br />
Sisällön ymmärtäminen käyttökokemusten<br />
jakamisten avulla +<br />
strukturoidun mallin tavoitteet<br />
Oppimisen kohteena "valmis"<br />
tieto<br />
Verkkoon toimitettu oppimateriaali<br />
+ tehtävät (+ tehtäväkohtainen<br />
palaute) lisättynä keskustelumahdollisuudella<br />
Avoin vuorovaikutuksellinen<br />
malli<br />
Faktatiedon ja -taidon soveltaminen<br />
Prosessuaalinen tieto ja taito<br />
Emotionaalinen/inhimillinen<br />
käyttäytyminen ja asennoituminen<br />
Sisällön kommunikatiivinen prosessointi<br />
materiaalien, omien kokemusten<br />
ja tietojen ja vertaistoimijoiden<br />
käsitysten ja tietojen<br />
vuorovaikutuksessa.<br />
Oppimisen lähtökohtana voi olla<br />
"valmis" tieto, joka toimii prosessin<br />
katalysaattorina<br />
Materiaali, keskustelut ja tehtävät<br />
vuorovaikutteisesti ja tasavertaisesti<br />
samanaikaisesti mukana;<br />
niiden roolin ja merkityksen<br />
määrittelee toteutuva tavoitteellinen<br />
osallistuminen.<br />
Emergentti malli<br />
Prosessuaalinen tieto ja taito<br />
Osallistujatiedon ja -osaamisen<br />
avulla luotu uusi (tilannesidonnainen)<br />
tieto ja taito<br />
- osallistujatuotettu faktatieto<br />
ja -taito<br />
- osallistujatuotettu faktatiedon<br />
ja -taidon soveltaminen<br />
- osallistujatuotettu prosessuaalinen<br />
tieto ja taito<br />
Emotionaalisen/inhimillisen<br />
käyttäytymisen ja asennoitumisen<br />
reflektio ja kehittäminen<br />
Oppimisen kohteena aidosti<br />
kompleksinen tieto<br />
Materiaalit, tehtävät, keskustelut<br />
tms. otetaan käyttöön syntyvässä<br />
osallistumisprosessissa.<br />
112
Henkilökohtaistaminen<br />
Opiskelijan mahdollisuudet<br />
vaikuttaa opiskelun kulkuun?<br />
Henkilökohtaisten tavoitteiden<br />
ja merkityssuhteiden saavuttamisen<br />
mahdollisuus?<br />
a) lineaarinen<br />
Toimintaprosessissa<br />
• ei yksilöllistä eriyttämistä<br />
palautteessa<br />
• mahdollisuus yksilölliseen<br />
palautteeseen (arviointi suhteessa<br />
suoritukseen) tai<br />
• ohjelmallinen palaute<br />
(oikein / väärin)<br />
b) modulaarinen<br />
Toimintaprosessissa<br />
• eriyttäminen toimii ohjelmallisesti<br />
/suoritukseen<br />
reagoivasti<br />
palautteessa<br />
• ohjelmallinen palaute (prosessia<br />
jatkava)<br />
• prosessin lopussa mahdollisuus<br />
yksilölliseen palautteeseen<br />
(arviointi suhteessa<br />
koko prosessiin)<br />
• yksilöllä mahdollisuus vaikuttaa<br />
omaan ajankäyttöönsä<br />
ja tehdä suorituksia itsenäisesti<br />
(yksin).<br />
Toimintaprosessissa<br />
• opiskelijalla vaihtelevat<br />
mahdollisuudet osallistua ja<br />
vaikuttaa prosessiin (sekä<br />
sisällöllisesti että tuotosten<br />
eriytymiseen)<br />
• henkilökohtainen eriyttäminen<br />
kommunikaation avulla<br />
palautteessa<br />
• opettajan palaute yleensä<br />
prosessista erillinen ja henkilökohtainen<br />
• vertaistoimijoiden välistä<br />
palautteellisuutta – vastavuoroisuutta<br />
• ajallisesti vapaata ja/tai<br />
aikaraamitettua<br />
Toimintaprosessi ja palautteellisuus<br />
yhdistyvät<br />
• opiskelijan mahdollisuudet<br />
vaikuttaa prosessin kulkuun<br />
ja tuotoksiin ovat suuret<br />
• opiskelija on rohkea ja aloitteellinen,<br />
etsii tietoisesti<br />
omia merkityksiään opittavasta<br />
• kommunikatiivinen työskentely<br />
(dialogisuus) on itsessään<br />
jatkuvaa, vastavuoroista<br />
palautetta<br />
• prosessi on ajassa etenevää<br />
(ajallinen raamitus)<br />
Toimintaprosessi ja palautteellisuus<br />
yhdistyvät<br />
• osallistumisen motiivi on<br />
sisäisesti koettu tarve -<br />
sisältö muokkautuu osallistujien<br />
yhteisen intressin<br />
pohjalta<br />
• jokainen osallistuja on prosessin<br />
kannalta keskeinen<br />
aloitteellinen toimija (valta<br />
ja vastuu)<br />
• kaaoksen kiteytyminen ja<br />
kehkeytyminen dialogisessa<br />
prosessissa johtavat niin yksilöllisten<br />
kuin yhteisöllisten<br />
merkityssuhteiden luomiseen<br />
• koulutusorganisaation järjestämänä<br />
ajalliset raamit<br />
(aidosti itseorganisoituneena<br />
prosessi etenee ajassa sattumanvaraisesti)<br />
113
Ohjaus<br />
Ohjauksen tavoitteet?<br />
Ohjauksen toteutus?<br />
Ohjauksen tehtävät?<br />
Ohjaukseen resurssointi?<br />
Oppijan toiminta<br />
Oppijan rooli?<br />
Oppijan työskentely?<br />
• Reaktiivinen (ennalta määriteltyihin<br />
toimintoihin reagoiva<br />
- muutoksiin varautumaton)<br />
suorituksen onnistumiseen<br />
tähtäävä<br />
• Ohjelmallinen / tekninen<br />
(palautejärjestelmä), opiskelutoiminnan<br />
ohjaus<br />
• Informatiivinen<br />
• Suorituskeskeinen<br />
• Etukäteissuunnittelulla määräävä<br />
rooli - staattiset suoritusohjeet<br />
• (Inhimillinen ohjaus mahdollisesti<br />
vain palautteessa -<br />
loppuarviointi)<br />
• resurssointi palautejärjestelmän<br />
suunnitteluun ja toteutukseen,<br />
tekniseen tukeen ja<br />
sen saatavuuteen<br />
Mahdollistaa opiskelijan itsenäisen,<br />
suorituskeskeisen opiskelun<br />
- tehtävien tekeminen<br />
• Pääosin kuten strukturoidussa<br />
mallissa<br />
• Inhimillinen, didaktinen<br />
keskustelun ohjaus (tehtäväpalaute<br />
/ avoin)<br />
• Inhimillinen, pedagoginen<br />
opiskelun ohjaus (suorituskeskeisyys<br />
/ ongelmakeskeisyys)<br />
• Resurssointi kuten strukturoitu<br />
malli + mahdollinen<br />
henkilöresurssointi keskustelualueella<br />
Materiaali- ja suorituskeskeisyys<br />
sitoo opiskelijan tuotoskeskeiseen<br />
opiskeluun; keskustelumahdollisuuksien<br />
hyödyntäminen<br />
laajentaa ja syventää tiedon käsittelyä<br />
- tehtävien tekeminen<br />
- henkilökohtainen kommunikointi<br />
• Ohjaus on sisään rakennettuna<br />
inhimilliseen vuorovaikutusprosessiin<br />
• Avoimet tehtävänannot ja<br />
ohjeistukset oppimistoiminnan<br />
tukena<br />
• Neuvoteltavuus<br />
• Yksilöllinen/yhteisöllinen<br />
ohjaus<br />
• Verkkodidaktiset ohjaukselliset<br />
toimintatavat: verkkotoimijataidot<br />
tutorina, mentorina<br />
ja vastuukouluttajana<br />
(verkkovuorovaikutus inhimillisenä<br />
toimintana) -<br />
tilanteiden taju, hiljaisuus,<br />
tauot, ohjauksen tarpeen<br />
havaitseminen jne.<br />
• Osallistuvaan, pedagogiseen<br />
ohjaukseen resurssointi<br />
Opiskelija on aktiivinen ja aloitteellinen<br />
toimija, jolla on osin<br />
yhteneväiset roolit ja tehtävät<br />
prosessissa kuin ohjaajallakin<br />
- kommunikatiivinen ja reflektiivinen<br />
työskentely<br />
• Ohjaaja luo mahdollisuuksia<br />
- rakenteet ja kontrolli syntyvät<br />
ja kehittyvät itseorganisoidusti,osallistujakeskeisesti<br />
• Ohjaaja vertainen rinnallakulkija<br />
• Ohjaus reflektiivistä ja dynaamista,<br />
se toteutuu dialogisessa<br />
prosessissa<br />
• Luovaa ja tuottavaa oppimista<br />
tukevaa<br />
• Ohjauksellinen ote proaktiivinen<br />
- muutokset kuuluvat<br />
luonnollisena osana<br />
prosessiin (ennakoimattomuus,<br />
johtajattomuus, keskeneräisyys…)<br />
• Sitoutuminen yhteisölliseen<br />
prosessiin<br />
• Resurssointi osallistuvaan<br />
ohjaukseen<br />
Oppimisen prosessi tulee todeksi<br />
jokaisen osallistujan aktiivisista<br />
ja näkyvistä vuorovaikutusteoista<br />
- prosessuaalinen ja reflektiivinen<br />
työskentely<br />
114
115
Liite B. Fysiikan kurssipalaute<br />
Vastaa kaikkiin kysymyksiin kohdissa A-C ja E. Vastaa kohdan D kysymyksiin vain, jos ne koskevat sinua.<br />
Vastaa kysymyksiin huolellisesti ja kiinnitä erityistä huomiota vastaustesi johdonmukaisuuteen. Lisäohjeita<br />
ja täsmennyksiä kysymyksiin löydät ohjekuvakkeista ("lamput") lomakkeen oikeasta reunasta.<br />
Palautettasi käytetään hyväksi fysiikan opetuksen tutkimuksessa sekä vaihtoehtoisten suoritustapojen<br />
kehittämiseksi tiedekunnan fysiikan kursseille. Yhteenveto palautteesta lähetetään sinulle sähköpostitse<br />
vastausajan päätyttyä.<br />
A. Vastaajan taustatiedot<br />
YLEISET:<br />
A00. Sähköpostiosoite @helsinki.fi<br />
A01. Opintojen pääaine --Valitse tästä--<br />
A02. Fysiikan opinnot lukiossa --Valitse tästä--<br />
A03. Matematiikan opinnot lukiossa --Valitse tästä--<br />
A04. Monesko opiskeluvuosi tiedekunnassa --Valitse tästä--<br />
A05. Yleinen kiinnostukseni fysiikkaan (ks.<br />
vastausohje kuvakkeesta)<br />
--Valitse tästä--<br />
A06. Tietokoneen käyttötaidot --Valitse tästä--<br />
A07. Tietokone ja verkkoyhteys käytettävissä kotona --Valitse tästä--<br />
KURSSIKOHTAISET:<br />
A10. Kurssin nimi fysiikka 2<br />
A11. Opiskelumuoto (ks. vastausohje) --Valitse tästä--<br />
A12. Järjestämislukukausi syksy -06<br />
Pidin tätä opiskelumuotoa<br />
parempana, koska...<br />
A14. Luennoilla käyntieni määrä --Valitse tästä--<br />
A15. Laskemieni kotitehtävien määrä --Valitse tästä--<br />
A16. Laskuharjoituksissa käyntieni määrä --Valitse tästä--<br />
A17. Kurssialueen (WebCT) käyttöni kurssilla --Valitse tästä--<br />
A18. Työaikani ansiotyössä haittasivat kurssin<br />
suorittamista<br />
--Valitse tästä--<br />
115
A19. Kurssieni päällekkäisyys haittasi kurssin suorittamista (ks.<br />
ohje)<br />
--Valitse tästä--<br />
A21. Olen keskeyttänyt kurssin suorittamisen --Valitse tästä--<br />
B. Arvio opetuksen toteutuksesta<br />
Valitse kysymyksen kohdalle arviosi, mikä voi olla 1, 2, 3, 4 tai 5. Näiden yleinen merkitys on<br />
1 = negatiivinen, huono, vähäinen, ...<br />
2 = lievästi negatiivinen, välttävä, ...<br />
3 = neutraali, sopiva, keskimääräinen, ...<br />
4 = lievästi positiivinen, hyvä, ...<br />
5 = positiivinen, erinomainen, suuri, ...<br />
Kysymyskohtaisen täsmennyksen arvioosi löydät kysymyksen kohdalta ohjekuvaketta osoittamalla.<br />
B10. Luennoilla käynnin hyödyllisyys --Valitse tästä--<br />
B11. Laskutehtävien vaikeusaste --Valitse tästä--<br />
B12. Laskutehtävien opettavaisuus --Valitse tästä--<br />
B13. Laskuharjoituskertojen määrä --Valitse tästä--<br />
B14. Laskuesimerkkien kokonaismäärä --Valitse tästä--<br />
B17. Opetusta havainnollistavien esitysten määrä nauttimassani<br />
opetuksessa<br />
C. Yleisarvio kurssista<br />
--Valitse tästä--<br />
Vastaa seuraaviin kysymyksiin asteikolla 1-5 kuten kohdassa B. Kysymyskohtaisen täsmennyksen<br />
arvioosi löydät ohjekuvaketta osoittamalla.<br />
C10. Kurssin vaikeusaste --Valitse tästä--<br />
C11. Oppimieni asioiden määrä --Valitse tästä--<br />
C12. Pohjatietoni sisällön tasoon nähden --Valitse tästä--<br />
C13. Työni määrä suhteessa opintopistemäärään --Valitse tästä--<br />
C14. Kurssin hyödyllisyys tulevan ammattini kannalta --Valitse tästä--<br />
C15. Fysiikkaan kohdistuvan kiinnostukseni muuttuminen<br />
kurssin aikana<br />
--Valitse tästä--<br />
Vastaa seuraaviin väittämiin asteikolla 1-5, missä 1 = täysin eri mieltä ja 5 = täysin samaa mieltä:<br />
C20. Kurssin toteutus ja työskentelytavat tukivat oppimistani --Valitse tästä--<br />
C21. Nauttimani opetus oli vuorovaikutteista --Valitse tästä--<br />
C29. Nauttimani opetus oli opiskelijoita aktivoivaa --Valitse tästä--<br />
116
C22. Fysiikan laskutaitoni kehittyi kurssilla paljon --Valitse tästä--<br />
C23. Fysiikan ymmärrykseni kehittyi kurssilla paljon --Valitse tästä--<br />
C24. Ymmärsin, mikä oli kurssilla keskeistä, ja mihin kurssilla<br />
oppimaani tarvitsen<br />
C25. Otin vastuun oppimisestani, ja panostin kurssin<br />
suorittamiseen<br />
--Valitse tästä--<br />
--Valitse tästä--<br />
C26. Hain tietoa itsenäisesti perehtyessäni kurssin aihepiiriin --Valitse tästä--<br />
C28. Kokonaisuutena olin kurssiin hyvin tyytyväinen --Valitse tästä--<br />
D. Arvio kurssin verkko-osuudesta<br />
Vastaa kohdissa D1-D12 esitettyihin väittämiin vain, jos käytit kurssialuetta (WebCT) opiskelussasi.<br />
Vastaa väittämiin asteikolla 1-5, missä 1 = täysin eri mieltä ja 5 = täysin samaa mieltä:<br />
D1. Opiskelu verkossa oli työlästä 5<br />
D2. Asioiden oppiminen oli verkossa hyvin tehokasta 5<br />
D3. Kurssialueen sanastosta oli paljon hyötyä opiskelussani 5<br />
D4. Kurssialueen sisältösivuista oli paljon hyötyä opiskelussani 5<br />
D5. Kurssialueen itsearviointitehtävistä oli paljon hyötyä<br />
opiskelussani<br />
D6. Kurssialueella käydyistä keskusteluista oli paljon hyötyä<br />
opiskelussani<br />
D7. Verkkoavusteinen opetus (ks. ohje) soveltui hyvin fysiikan<br />
opetukseen<br />
D8. Vaihtoehtoinen opiskelumuoto kurssilla olisi pitänyt toteuttaa<br />
puhtaasti verkko-opetuksena<br />
D9. Fysiikan opetuksen verkossa pitäisi perustua itseopiskeluun<br />
verkon oppimateriaalia käyttäen<br />
5<br />
5<br />
5<br />
Valitsin näin, koska...<br />
5<br />
Valitsin näin, koska...<br />
5<br />
Valitsin näin, koska...<br />
117
Jos kävit myös luennoilla, vastaa myös seuraaviin väittämiin:<br />
D10. Luennot olivat sisällöltään paljon havainnollisemmat kuin kurssialueen<br />
verkkosivut<br />
D11. Luentojen kuuntelu oli paljon opettavaisempaa kuin kurssin<br />
verkkosivujen avulla opiskelu<br />
D12. Luentojen sisältö ja kurssialueen sisältö olivat riittävässä määrin<br />
toisiaan vastaavat<br />
E. Vähintään kaksi ehdotustani kurssin kehittämiseksi<br />
ei valintaa<br />
ei valintaa<br />
ei valintaa<br />
Tarkistathan vastauksesi ennen niiden lähettämistä. Huolimattomasta vastauksesta on enemmän haittaa kuin<br />
hyötyä!<br />
Tietojen lähetys<br />
Tyhjennä<br />
118
Change language