Automaatioteknologian opetus kuvakepohjaisella ohjelmointikielellä : Teknologiakasvatuksen opetuskokeilu kolmessa eri käyttöympäristössä

Tutkimus kuuluu Helsingin yliopiston opettajankoulutuslaitoksen luonnontieteen ja teknologian opetusta ja opetusvälineitä kehittävään LUONTI-projektiin. Tutkimuksen tarkoituksena on teknologiakasvatukseen liittyvän käsitteistön selkiyttäminen ja projektissa kehitetyn laitteiston, Empirica Controlin, käyttöönotto ja sen tutkiminen. Teoreettisessa taustassa tarkastellaan teknologiaa ja teknologiakasvatusta oppivelvollisuuskoulun näkökulmasta. Erilaisia teknologiamäärittelyjä ja ajatuksia teknologian olemuksesta verrataan tutkimuksessa kehitetyillä malleilla. Teknologia on luonteeltaan integroiva aihepiiri, jolle on ainakin tässä tutkimuksessa esitetyn teorian valossa vaikea määritellä omaa tiedonalaa ja siten luontevaa paikkaa omana oppiaineenaan. Avoimessa oppimisympäristössä tapahtuvaa kognitiivisen teorian mukaista oppimista on hahmoteltu muokkaamalla Lehtisen (1988) esittämää mallia. Aikaisempien tutkimus- ja kokeiluraporttien perusteella määritellään kolme luovaa ongelmanratkaisua ja avointa oppimisympäristöä hyödyntävää työtapaa: mallintava menetelmä, ongelmanratkaisu ja vapaa kokeilu. Empirica Controlia verrataan tekstipohjaiseen Logoon ja muihin markkinoilla oleviin laitteistoihin sekä tarkastellaan sen ominaisuuksia didaktiikan ja konstruktivistisen oppimisteorian näkökulmasta. Tutkimuksen empiirinen osuus koostuu kolmesta opetuskokeilusta. Laajin kokeilu järjestettiin kahdella helsinkiläisellä peruskoulun ala-asteen 2. luokalla. Menetelmällisenä viitekehyksenä oli neljä sykliä käsittävä opetus- ja arviointikäytäntöjen kehittämiseen pyrkivä toimintatutkimus, jossa jokainen sykli pitää sisällään kvantitatiivisesti suoritetun oppimisen tarkastelun. Tiedonhankintamenetelminä käytettiin oppilaiden itsearviointia, erilaisia haastatteluja ja ääninauhan tukemaan strukturoitua päiväkirjaa pyrkien menetelmälliseen triangulaatioon. Näitä tuloksia varmennettiin kahdella lyhyemmällä opetuskokeilulla, joista toisessa tutkittavat olivat viidesluokkalaisia ja toisessa luokan- ja lastentarhanopettajiksi opiskelevia. Tutkimus tuotti kokemuksia Empirica Controlin opetuskäytöstä sekä laitteiston kehittämisehdotuksia. Tulosten mukaan oppilailla oli työskentelyn vaatiman teknologiaan, tietotekniikkaan ja rakentamisee nliittyvät perusvalmiudet. He kokivat työskentelyn positiivisena ja oppivat käyttämään ohjelmointikielen yksinkertaisimpia käskyjä. Lyhyemmät opetuskokeilut antoivat samansuuntaisia tuloksia. Teknologian oppimista tutkittiin automaatioteknologisten laitteiden toiminnasta annettujen selitysten kautta. Selityksissä havaittiin vain hienoista paranemista. Avainsanat: teknologiakasvatus, konstruktivismi, avoin oppimisympäristö, ryhmätyö, tietokoneavusteinen opetus,triangulaatio Keywords: technology education, constructivism, open learning environment, groupwork, computer-aided instruction,triangulation